Crie seu próprio amplificador “inteligente” de baixo ruído

Sua tarefa

Em muitos aplicativos, os componentes personalizados são conectados ao instrumento de medição (por exemplo, um analisador de sinais) para adaptá-lo perfeitamente a uma tarefa de medição específica. Exemplos típicos são cabos (muito longos para conectar um DUT distante), filtros (para bloquear componentes de sinal forte que limitam a sensibilidade da medição) e amplificadores de baixo ruído (LNA) que aumentam a sensibilidade do equipamento de medição. A maioria desses componentes reside em analisadores avançados de sinal e espectro ou podem ser encomendados e integrados como hardware opcional (por exemplo, um LNA, também chamado de pré-amplificador).

Componentes integrados, no entanto, são sempre uma compensação. Em um LNA, é preciso compensar largura de banda, ganho, ruído de fase e correspondência. É claro que uma compensação nunca é um ajuste perfeito para uma aplicação específica. Portanto, para medir a ruído de fase de um amplificador de ponta, pode ser necessário um LNA adicional para aumentar a sensibilidade do instrumento. Em contraste com um LNA incorporado, pode ser necessário um ganho muito alto e uma correspondência perfeita, mas apenas em um intervalo de frequência muito pequeno, por exemplo, de 1,5 GHz a 2 GHz, enquanto os componentes incorporados geralmente cobrem todo o intervalo de frequência do instrumento, por exemplo, de 2 Hz até 67 GHz ou mais.

A solução da Rohde & Schwarz

A Rohde & Schwarz recomenda encontrar o componente externo que se adequa perfeitamente à sua aplicação e adicioná-lo à configuração de medição. Com um componente adicional na medição, você deve se certificar de que o resultado da medição caracterize o DUT, mas não o componente. Sendo assim, como você pode compensar a influência desse componente externo, ou seja, sua resposta de ganho e frequência?

O analisador de espectro e sinal R&S®FSW, bem como muitos outros instrumentos e pacotes de software Rohde & Schwarz (como, por exemplo, o software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE), oferece correção de resposta de frequência definida pelo usuário (opção R&S®FSW-K544 no R&S®FSW). Essa opção aplica um filtro que compensa quaisquer respostas de frequência dadas, incluindo perda ou ganho constante.

Nesse exemplo com um LNA externo, meça os parâmetros S deste dispositivo utilizando um analisador de rede vetorial (VNA), verificando se o LNA funciona no seu intervalo linear e exporta os dados para um arquivo Touchstone. Importe o arquivo Touchstone (arquivo s2p, por exemplo) para a opção R&S®FSW-K544 e aplique a correção. Seus resultados de medição exibidos, por exemplo, no R&S®FSW aparecerão como se o LNA externo fosse um componente integrado no R&S®FSW.

É possível até mesmo uma conexão em série de componentes. A opção de software do R&S®FSW-K544 combinará os parâmetros de dispersão

de diversos componentes ou até mesmo a correspondência entrada/saída do instrumento com o DUT, se necessário. Para integrar seu LNA ou componente na configuração de medição e compensar completamente a resposta de frequência, faça o seguinte:

Etapa 1: meça o componente em um VNA e exporte um arquivo Touchstone que contenha os parâmetros S de duas portas.

Etapa 2: importe o arquivo Touchstone para o R&S®FSW-K544 e ative a correção de resposta de frequência definida pelo usuário.

Etapa 3: meça seu DUT com quaisquer aplicativos de medição do R&S®FSW, com seus componentes completamente compensados.

A correção de resposta de frequência definida pelo usuário permite que você torne todos os seus componentes “inteligentes” simplesmente disponibilizando seus parâmetros S.