R&S®ZVA-K6 — реальные дифференциальные измерения

Для реальной дифференциальной стимуляции требуется два источника с фазовой синхронизацией. Поэтому эта опция доступна только для моделей R&S^®ZVA с четырьмя измерительными портами и для моделей R&S^®ZVT с тремя и более измерительными портами (например, для моделей анализаторов с двумя или более источниками).

До сих пор анализаторы цепей были способны измерять характеристики симметричных компонентов только окольным путем. Измерялись несимметричные S-параметры ИУ и на их основе вычислялись S-параметры в смешанном режиме (дифференциальные параметры). Теперь компания Rohde & Schwarz предлагает программное обеспечение, которое добавляет векторным анализаторам цепей R&S^®ZVA и R&S^®ZVT возможность реальных дифференциальных измерений до 50 ГГц. Это позволяет впервые точно определять характеристики нелинейных симметричных компонентов.

Эта опция позволяет точно управлять амплитудой и фазой двух источников 4-портового R&S^®ZVA непосредственно в опорной плоскости. Источники способны генерировать реальные дифференциальные сигналы входного воздействия идентичной амплитуды со сдвигом фаз 180° (дифференциальный режим) или 0° (синфазный режим). Это позволяет точно определять характеристики нелинейных симметричных устройств. Например, таким образом можно измерить характеристики сжатия симметричных усилителей.

Работа R&S^®ZVA в реальном дифференциальном режиме основана на втором источнике сигналов, который содержится в инструментальных версиях с четырьмя измерительными портами. Второй источник способен генерировать сигнал, амплитуда которого равна амплитуде, а фаза противоположна фазе сигнала из первого источника. Анализатор R&S^®ZVA также способен создавать пары сигналов с регулируемой относительной амплитудой и фазой, что позволяет моделировать реальные сигналы, которые не отличаются превосходной балансировкой, т. е. сигналы, которые содержат компоненты как синфазного, так и дифференциального режима (нормальный режим) или даже компоненты синфазного режима совсем без дифференциальных компонентов. Опция R&S^®ZVA-K6 также поддерживает развертки двух сигналов входного воздействия с реальным дисбалансом фазы и амплитуды.

Переходя к более подробному описанию новой опции R&S^®ZVA для реальных дифференциальных измерений, следует отметить, что определяемое пользователем соотношение амплитуд и фаз сигналов относится к исходящим асимметричным сигналам анализатора, которые применяются как входные волны (волны «a») испытуемого устройства. Это соотношение измеряется с полной коррекцией систематической погрешности, применяемой в каждой точке каждой развертки. Более того, амплитуда и фаза сигналов регулируются в каждой точке (до правильного значения 0° или 180° для фазы) до измерения желаемой величины в этой точке. При этом учитывается изменяющаяся во времени отражающая способность ИУ. Векторы ошибок, используемые для волновой коррекции, получаются из обычной полной n-портовой калибровки. Данная калибровка также определяет опорную плоскость, к которой применяется определяемое пользователем соотношение амплитуды и фазы. Топологию ИУ можно определить с высокой степенью гибкости. Это означает, что два любых несимметричных порта можно объединить, чтобы сформировать симметричный порт.

R&S^®ZVA с опцией для реальных дифференциальных измерений поддерживает три режима работы.

• Источник, предоставляющий сигналы входного воздействия в дифференциальном и синфазном режимах с полной коррекцией ошибок. Амплитуда и фаза сигналов определяется относительно опорной плоскости, которая в свою очередь определяется во время обычной n-портовой калибровки систематической погрешности. Опорную плоскость можно сдвигать, определяя и активируя смещение линии передачи, что может привести к потере мощности. Также можно выполнить развертку асимметричных сигналов с реальным дисбалансом фазы и амплитуды и калибровать мощность каждого сигнала.
• Источник функционирует указанным выше образом. Кроме того, в рамках топологии ИУ определены измерениях всех величин асимметричных и симметричных сигналов с полной коррекцией ошибок. После обычной (асимметричной) калибровки мощности можно даже выполнить калиброванные измерения амплитуды волновых величин в дифференциальном и синфазном режимах.
• Источник функционирует указанным выше образом. Кроме того, в рамках топологии ИУ определены измерениях всех S-параметров смешанного режима с полной коррекцией ошибок. Для таких измерений возбуждается каждый симметричный порт в дифференциальном и синфазном режимах, а также каждый ассиметричный порт в дифференциальном или синфазном режимах.

Переключение между истинным и виртуальным дифференциальным режимом выполняется по щелчку мышки. Если настроены два канала измерения, ИУ можно даже измерить в обоих режимах одновременно.

На диаграмме ниже показаны амплитудные искажения дифференциального малошумящего усилителя (LNA) для приложений WCDMA, измеренные в виртуальном и реальном дифференциальном режиме во время развертки по мощности. При небольших уровнях исходных сигналов между данными двумя режимами едва ли есть какая-либо разница. Однако с ростом мощности источника усилитель достигает точки компрессии 1 дБ при входной мощности около -11 дБмВт в реальном дифференциальном режиме, по сравнению с мощностью около -7,5 дБмВт в виртуальном режиме. Для других дифференциальных устройств также можно наблюдать противоположное поведение, т. е. точка компрессии 1 дБ достигается при более низкой входной мощности в виртуальном режиме.

Ось мощности реального дифференциального сигнала входного воздействия (кривая) смещена на 3 дБ по сравнению с осью мощности виртуального дифференциального сигнала входного воздействия (кривая). Это смещение необходимо для сравнения результатов, полученных в двух режимах, так как амплитуды двух сигналов входного воздействия должны быть одинаковыми. В виртуальном дифференциальном режиме настройка мощности R&S^®ZVA относится к исходному асимметричному сигналу, тогда как в реальном дифференциальном режиме данная настройка относится к дифференциальному исходному сигналу. Так как половина мощности асимметричного исходного сигнала приходится на его нежелательный синфазный компонент, мощность этого сигнала необходимо увеличить на 3 дБ.

• Простота настройки
• Одновременное измерение и отображение S-параметров смешанного режима в реальном дифференциальном и виртуальном дифференциальном режимах
• Волновые величины в смешанном режиме со скорректированной систематической погрешностью (уровни мощности) и S-параметры
• Определение характеристик ИУ с помощью реальных сигналов
• Высокая скорость измерений
• Высокая точность фазы, до 50 ГГц