Измерения интермодуляционных искажений усилителя

Измерения интермодуляционных искажений усилителя.

1. Средства измерений.

Для измерений интермодуляционных искажений необходимо обеспечить воспроизведение двух тонального сигнала и измерения на частотах, отличных от несущих (частотах интермодуляционных продуктов).  

Соответственно минимальная необходимая комплектация анализатора цепей будет следующая (рис. 1.):

- 4-х портовый ZVA или 4-х портовый ZNB с опцией 2-го встроенного генератора B2 (либо 2-х портовый анализатор и  внешний генератор сигналов)

- опция измерений с преобразованием частот K4,

- внешний сумматор,

- ВЧ кабели.[pic 1]

 [pic 2]

Рис. 1.

Для удобства измерений и реализации калибровки по мощности и S-параметрам  используем следующую комплектацию приборов (рис.  2):

- 4-х портовый анализатор цепей ZVA с опциями прямого доступа B16 и преобразования частот K4. Опция B16 позволяет воспроизвести двух тональный сигнал непосредственно на выходном порту анализатора, что упрощает калибровку по мощности и позволяет реализовать калибровку по S-параметрам на входе тестируемого устройства.

- блок расширения ZVAX24 с опцией сплиттера B221.

- датчик мощности NRP-Z52.

- калибровочный набор ZV-Z235.

- ВЧ и соединительные кабели.

- манипулятор мышь.

- тестируемый усилитель Mini-Circuits  ZVA-183-S+.

1. Схема измерений.

Для суммирования сигналов с 1 и 3 портов анализатора ZVA соединить порты прямого доступа к источникам портов  1 и 3 с блоком ZVAX24 в соответствии с рис. 2. Подключить к выходам портов 1 и 2 ВЧ кабели.

Для управления блоком ZVAX24 соединить  разъемы USB и CASCADE/CASCADE IN, расположенные на задних панелях  приборов ZVA и ZVAX.

[pic 3]

Рис.2

1. Порядок измерений.

1. Установить  диапазон частот свипирования в соответствии с диапазоном частот тестируемого усилителя (от 20 МГц до 18 ГГц).
2. Установить выходную мощность порта 1 анализатора цепей ZVA. Мощность не должна превышать максимальной входной мощности тестируемого усилителя и, с учетом усиления усилителя, максимально допустимой мощности на входе анализатора.  Устанавливаем выходную мощность 0 дБм, затем, после калибровки по мощности, уменьшим выходную мощность до -20 дБм, введя ослабление аттенюатора для порта 1 на 20 дБ.

1. Включить сплиттер блока ZVAX: на ZVA нажать MODE, зайти в подменю ZVAX Path Config, выбрать Src1 + 3 Combiner.

1. Установить настройки интермодуляционных измерений: MODE →Intermod Distortion Meas→Define Intermod Dist Meas.

Пример конфигурации:

- Источник нижнего тона: Lower Tone – Port 1;

- Источник верхнего тона Upper Tone – Port 3;

- Выход  двух тонального сигнала Two Tone Output – Port 1;

- Расстояние между тонами “Tone Distance” 1 МГц;

- Измерительный порт на выходе тестируемого устройства At DUT Output - b2;

- Полоса пропускания Meas BW 10 кГц;

- Селективность Selectivity – High;

- Порядок интермодуляциооных составляющих Prepare Measurement of IM Order – 3.

1. Провести калибровку по мощности на выходе ВЧ кабеля порта 1 и входе ВЧ кабеля  порта 2 при помощи датчика мощности NRP-Z52:

MODE →Intermod Distortion Meas→Intermod Dist Meas Power Cal.

Для повышения точности и скорости калибровки измерения провести при  выходной мощности анализатора цепей 0 дБм. После проведения калибровки в меню MODE→Port Config установить ослабление аттенюатора для порта 1 на 20 дБ.

1. При необходимости провести калибровку по S-параметрам:

MODE →Intermod Distortion Meas→Intermod Dist Meas Cal.

1. Подключить усилитель согласно рис. 2.
2. Для одновременных измерений выходной мощности усилителя и нижней интермодуляционной  составляющей 3-его порядка на выходе усилителя установить следующие настройки:

• Установить измеряемый параметр для Trace1: MEAS→Wave Quantities→b2 Src Port 1
• Добавить Trace 2: нажать правую кнопку мыши→Add Trace.
• Установить измеряемый параметр для Trace2: MEAS→ More 1/3→Intermod Distortion Quantities→Lower IM3 Product at DUT Out

При необходимости добавить измерения других интермодуляционных продуктов на выходе усилителя.

1. Для добавления измерений на фиксированных несущих частотах создать новый канал, трассу и диаграмму:

CHAN SELECT→Add Channel + Trace + Diag Area

1. В новом канале создать измерение:

MODE →Intermod Distortion Meas→CW Mode Intermod Spectrum:

             Пример конфигурации:

- CW Frequency – 1 GHz;

- Tone Distance – 3;

- Max IM Order – 3

11. С помощью маркеров произвести измерения уровня несущих и уровня интермодуляционных искажений.

В результате измерений на экране ZVA должны наблюдаться  следующие графики (рис.3):