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RF测量

时间:03-04 来源:电子产品世界 点击:

制信号,可以内部产生很多波形。有些情况可以外部产生一个波形下载到仪器。假若测试指标要求用调制测试元件、器件或系统往往需要一个向量信号发生器。

对于接收机灵敏度测试、误码率测试、邻信道抑制、二信号音互调抑制或二信号音互调失真等测试要求,需要RF源。接收机灵敏度测试和/或误码率测试需要一个单RF源。

若DUT用在移动电话行业,则大多数需要用移动电话标准所需的调制信号类型进行测试。移动电话的功率放大器需要用调制源(如向量信号产生器)进行测量。为了保证专门的向量发生器能提供最快可能的测试时间,要估算不同调制信号间开关转换速度。

  网络分析仪

网络分析仪把一个内部RF源和一个测试RF器件的宽带或窄带检测器结合在一起。输出以x-y矩形座标、极座标显示或Smith图形式显示器件特性。

本质上,网络分析测量器件的S参量。向量网络分析仪可以提供幅度和相位信息,以良好的精度在宽频率范围内可以确定传输损耗和器件增益。它也可以测量回损(反射系数)、阻抗匹配或用在连接向量网络分析仪时的相位测量和群延迟。

网络分析仪大多数用于分析元件(如滤波器,放大器)。注意,这种仪器与连续波非调制信号工作,定时校准是很重要的。

网络分析仪价格昂贵,这是因为它把源和测试组合在单个仪器中,提供宽频率范围。

  功率放大器测试

功率放大器(PA)测试需要4个主要的RF测试仪器。

信号源可提供输入信号,功率计或频谱分析仪可测量输出功率。若精度是关键(如在最大功率测量中),则输出测量需要功率计。

功率放大器的输入匹配,对于设计师开发RF发射器是关键参量。对于放大器加大到PA的功率和避免由于反射损失过多功率,输入匹配是重要的。基于此原因,PA制造商标定和测量PA的回损(或S11),这可用网络分析仪测量。另一方面,若只需要标量量值,则可用一个耦合器把一个信号源和一个频谱仪或功率计结合起来,用来测量反射功率的量值。唯一的缺点是这种配置比用网络分析仪复杂,因为需要另外的无源RF元件。功率计将为回损标量测量提供更精确功率测量。

放大器能力的一个关键测量是在输入阻抗与输出阻抗(通常为50?)不匹配情况下,PA给出功率到负载(如实际情况的天线不具有50?特性输入阻抗)的能力。实际条件下,非50?电阻负载转接到PA输出。负载可迫使PA输出达20:1VSWR(50?负载将使VSWR接近1:1,理想精确的匹配VSWR)。PA必须工作合适,并在有大量反射功率呈现时为负载提供一定功率。

某些输出测量需要频谱分析。广播或移动电话应用中的RF PA要求与PA正在工作的信道相邻的频率信道不能产生过量功率。邻信道功率、互调失真和谐波失真是PA产生的超出指定传输信道范围的功率量测。对于这些参量而言,频谱分析仪的动态范围(在大信号呈现时,测量小信号的能力)是重要的性能指标。

例如,若PA的邻信道功率(对于某种调制类型或专门的移动电话标准)性能指标是60dBc(低于载波的dB),则频谱分析仪的动态范围(在所需的测试条件下)必须比谐波最小所允许的功率电平、邻信道功率电平或互调分量至少要大6dB。

必须用调制的信号执行邻信道功率测量,这意味着也必须考虑源邻信道性能。源邻信道功率输出,必须比最大所允许的邻道功率(功率放大器可产生的功率)至少小6dB。

对于谐波测量,频谱分析仪的频率范围必须比PA的最高工作频率(3dB带宽频率)大三倍。频谱分析仪的动态范围和噪声底值必须优于DUT至少6dB,使得能对三次谐波分量做良好的测量和对于精确、重复测量有一个比较好的信噪比。谐波测量表示PA产生的失真量值。过量的失真可负面影响调制性能。

互调失真确定不同频率的信号或一个信号不同频率下的分量呈现在PA输入时,PA所产生的失真大小。需要两个分量信号源产生测试信号。一个双输出信号源的两个输出之间隔离度不够,这可能导致信号源产生自己本身的互调失真,引起较高和不正确的放大器失真测量。

为移动电话市场和其他市场(如WLAN应用)设计的PA,也往往需要进行调制量测量,在这些应用中采用复杂的调制方法。这往往包含测量误差向量量值。

  需要多信号源

上面描述了关键的RF概念和RF测试仪器,目的在于给出有关满足测试要求的测试仪器类型指南。在很多的测试应用中,需要多信号源和多仪器。(彭京湘)

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