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测量器件功率和增益的方法

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确定所有参数以便DUT的电流消耗不会偏离静态电流,从而确保稳定的热反应。信号发生器通过选择模拟调制清单上的脉冲可选项转换为脉冲模式。在扫描清单中,选择功率扫描模式。开始等级被设置为-20dBm,停止等级设置为0dBm。0.2dB的步长可有101个测量点。必须小心选择停顿时间。如果选择的值太小,在功率扫描期间可能出现的瞬变会导致DUT损耗的电流与静态电流偏离。在保持20s的适当短暂扫描时间时,200ms的停顿时间可以忽略其影响。同一个清单上,标志1被设为扫描的开始值,即-20dBm,由选择"开"状态激活。图2显示了详细的配置序列。
    正如已经提到的一样,频谱分析器在"零档"模式下使用。不论是分辨率带宽还是视频带宽,均设为10MHz,因为频谱分析器被用来测量峰值功率。基于同样的理由,检测器必须在"最大峰值"模式下设置。选取25s的扫描时间以便获得对屏幕的整体扫描。选择外部触发器的可选项。利用"触发器偏差"特性将屏幕上的轨迹置于中心也是一种明智的选择。-2s即是合适的。图3显示了详细的配置序列。

对脉冲长度和工作循环的选择必须不干扰测试时设备的热态,同时还必须符合频谱分析器的响应时间。1?s的脉冲时长和1ms的循环周期会有好结果。

这一段介绍的结果是基于对Freescale半导体为UMTS波段(MW4IC2230MB)设计的LDMOS电源RF集成电路的测量结果。它具有大约30dB的微信号增益和远大于+47dBm的饱和功率。由于它的高增益,它是有关该方法优点的一个完美范例。

输入变数衰减器最初被设置为它的最大值。DUT被连接,频谱分析器被连接到输出耦合器的耦合路径。当处于"清除/写"模式时,输入功率斜线在分析器屏幕上被描绘成一个不对称的锯齿形。然后,可变输入衰减器被断开,并且将开始出现DUT饱和的影响(斜线的顶部开始弯曲)。衰减不断减小直到锯齿形的顶端被切断,确保达到饱和。

用于频谱分析器的功能序列显示在图4中。此刻,频谱分析器连接到输入,且输入功率在第二条线迹(线迹2)获取,并保持在"观察"模式。图5中的黑色线迹即得。当在输出再连接分析器之后,从第三条线迹(线迹3)获得输出功率,同样也保持在"观察"模式。通过设置"输出偏差"值的参数等级偏差,该值在校准阶段被设为43.7dB,从"线迹3"可以直接读取以dBm为单位的绝对输出功率,图5中的绿线即得。通过在锯齿末端的平面区域安置标记,可以读取如图5中绿线所示的饱和功率。MW4IC2230MB显示+47.23dBm的饱和功率。

功能序列

用于频谱分析器的功能序列显示在图6中。线迹1设定为计算"线迹1"减去"线迹2",后者包含了输入功率。这样,新获取的输出功率将提供一个以dB为单位的增益图。"线迹位置"特征被用作获得直接读取以dB为单位的绝对增益的一个偏差。线迹偏差被设置为"输出偏差"减去"输入偏差"。这种情况下,"输入偏差"在校准阶段被确定为30.7dB,结果得到偏差值为13dB。该值不能直接作为以dBm为单位的偏差值加入,因为"线迹位置"清单只接受作为Y刻度百分比的输入。旋转钮用来获取与13dB偏差值相对应的正确百分比。图7中的蓝线即为所得。

增益(蓝线)和输出功率(红线)被同时绘制,且每个图都被"校准",也就是说,标记读取值就是绝对值。标记1设置在蓝线上的微信号增益上,测量值为29.8dB。该标记被用作"变量增量标记"的参数。还是增量曲线,一个标记被用于"变量增量标记"模式以确定1dB压缩级(标记2),另一个以确定3dB压缩级(标记3)。当挑选功率线迹后,第四个标记(绿线上的标记4)被设为与标记2或者标记3同样的横坐标,以便直接读取在1或3dB压缩级上的输出功率。在该例中,可获得+45.74dBm的1-dB压缩级和+46.69dBm的3dB压缩级。在脉冲条件下进行功率测量的方法允许在高功率RF晶体管和RF集成电路中被快速和方便地执行,消除了以往方法的局限性。

来源:电子系统设计

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