測(cè)量器件飽和功率和增益的方法

RF晶體管和RF集成電路上的功率測(cè)量的復(fù)雜性日益增大。在高功率設(shè)備性能測(cè)量中，最重要的是測(cè)量飽和功率，由于很難用CW技術(shù)來評(píng)估參數(shù)，它通常在脈沖狀態(tài)下測(cè)試。本文介紹的方法消除了用于測(cè)量的經(jīng)典方法中的某些重大缺點(diǎn)。該方法無需外部個(gè)人電腦，只使用了RohdeSchwarz公司的一些SMIQ信號(hào)發(fā)生器，并利用了如同高動(dòng)態(tài)范圍峰值計(jì)量器一樣工作的FSP信號(hào)分析儀的一些鮮為人知的性能。

通過使用線跡算術(shù)運(yùn)算(trace math)和標(biāo)記，可以在一直到設(shè)備飽和功率級(jí)的任何一個(gè)壓縮級(jí)直接讀取增益和功率。對(duì)一個(gè)來自Freescale半導(dǎo)體為UMTS頻段(模式MW4IC2230MB)而設(shè)計(jì)的高增益LDMOS電源RF集成電路進(jìn)行測(cè)量顯示了該方法的優(yōu)點(diǎn)。

飽和功率是一個(gè)重要的設(shè)備或放大器特性，因?yàn)閿?shù)字預(yù)矯正系統(tǒng)常常被用來線性化多載波蜂窩基站功率放大器。飽和功率通常看成是前置補(bǔ)償功率放大器可能的最大輸出功率。即使LDMOS設(shè)備比雙級(jí)晶體管更強(qiáng)健，要測(cè)量高CW功率級(jí)仍然困難。實(shí)際上，自熱式設(shè)備幾乎不可能產(chǎn)生準(zhǔn)確和可復(fù)驗(yàn)的測(cè)量。這樣的結(jié)果是，通常采用脈沖信號(hào)完成飽和功率的測(cè)量。典型地，使用具有脈沖輸入的信號(hào)產(chǎn)生器和具有兩個(gè)感應(yīng)器的峰值功率計(jì)量器。于是，設(shè)備的輸入功率會(huì)得到增加，部分輸出功率與輸入功率之比可在PC的幫助下得出。

然而，該方法的準(zhǔn)確度有限。雙通道峰值RF功率計(jì)量器要求兩個(gè)感應(yīng)器在給定的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)運(yùn)作以獲得更佳的準(zhǔn)確度。假如測(cè)試工作臺(tái)設(shè)計(jì)適當(dāng)，該條件很容易實(shí)現(xiàn)?？墒侨绻粶y(cè)器件(DUT)有高增益，比如象多級(jí)RF集成電路，就會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)錯(cuò)誤源：感應(yīng)器不能在校準(zhǔn)(當(dāng)被測(cè)器件被穿透基準(zhǔn)取代)和測(cè)量期間，在同一動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)運(yùn)作。因而，在測(cè)量結(jié)果和工作臺(tái)被校準(zhǔn)的功率級(jí)別之間，存在相互依賴性。

測(cè)試工作臺(tái)

測(cè)試臺(tái)(圖1)使用一個(gè)與SMIQ RF信號(hào)發(fā)生器“脈沖”輸入相連接的脈沖發(fā)生器。為了在功率掃描模式中使用SMIQ，功率掃描必須與信號(hào)分析器中的時(shí)基掃描同步。幸好，當(dāng)與二極管檢測(cè)器和類似XY模式濾波鏡的顯示器相關(guān)聯(lián)時(shí)，這一類信號(hào)發(fā)生器具有可以被用作純量網(wǎng)絡(luò)分析儀(SNA)的特性。在SMIQ的后部面板上，有幾個(gè)帶有功率掃描斜線以驅(qū)動(dòng)濾波鏡的X軸的BNC連接器，以及校準(zhǔn)顯示器X軸的標(biāo)記。既然這樣，“標(biāo)記”的輸出被當(dāng)作信號(hào)分析器的觸發(fā)信號(hào)來使用。

SMIQ的“標(biāo)記”輸出與一根BNC電纜相連，連接到FSP的“外部觸發(fā)器”輸出?！皹?biāo)記1”設(shè)置為“掃描開始”值，SMIQ的RF輸出與一個(gè)可變衰減器相連。這樣，DUT輸入上的功率等級(jí)可以在不改變信號(hào)產(chǎn)生器中掃描過程的“開始”和“停止”值的情況下被調(diào)整。