Load pull es un eficaz método para caracterizar amplificadores de potencia de RF mediante la variación de impedancia. Las medidas load pull permiten la extracción y validación de modelos, así como medidas de rendimiento, estabilidad y eficiencia.
Aplicación load pull con receptor vectorial
Usted desea diseñar un amplificador de potencia que no es un equipo de 50 Ω inherente. Sin embargo, el entorno de destino se encuentra generalmente en el ámbito de 50 Ω, de modo que se requiere una red de adaptación. El rendimiento del amplificador depende en gran medida de la impedancia de carga. Para ello, caracteriza el amplificador utilizando diferentes impedancias fuente y de carga, y lo optimiza en términos de ganancia, potencia de salida (Pout) y eficiencia de potencia añadida (PAE). De este modo se puede diseñar una red de adaptación idónea. Los amplificadores operan generalmente en un punto cercano a la compresión para obtener la mejor eficiencia. Los parámetros de dispersión clásicos de señal pequeña no describirían de forma apropiada el dispositivo bajo prueba (DUT). En lugar de ello, se necesita una excitación de señales grandes e impedancias de carga sin adaptación de 50 Ω para caracterizar el comportamiento no lineal del DUT. Las magnitudes de onda vectoriales (a1, b1, a2, b2) describen el comportamiento del DUT y permiten crear y validar el modelo de amplificador.
Contornos de eficiencia de potencia añadida (PAE) en % y potencia de salida (Pout) en dBm
El método load pull se basa en la variación flexible de la impedancia que actúa sobre el amplificador. El parámetro principal que debe modificarse durante la medida no es la frecuencia ni el nivel o la tensión de polarización, sino la impedancia que se presenta en la entrada y la salida del DUT a las frecuencias fundamental y armónicas. Con load pull es posible la caracterización del DUT como una función de variación de impedancias de carga.
Las configuraciones de medida load pull actuales incluyen generalmente un analizador vectorial de redes (VNA) como el R&S®ZNA, así como sintonizadores de impedancia de fuente y de carga. El acceso directo al receptor en el VNA permite medir los vectores de las ondas a y b hacia y desde el DUT mediante acopladores externos de baja pérdida. El VNA facilita además la calibración en el plano de referencia del DUT, lo que garantiza la máxima estabilidad y precisión para las medidas de magnitud de onda a y b.
Todos los valores de parámetros de interés, como los coeficientes de reflexión Γ en la entrada y la salida del amplificador, la potencia de entrada, la potencia de salida, la ganancia, eficiencia y eficiencia de potencia añadida se pueden desprender de las magnitudes de onda medidas (amplitud y fase). Esta configuración permite además comprobar los sintonizadores para medir con precisión y controlar las respectivas impedancias tal y como se presentan en el DUT.
La configuración de medida se puede ampliar fácilmente a un sistema load pull activo o híbrido, o a una combinación de load pull activa y pasiva. Con ello se consigue extender el intervalo de sintonización disponible en el plano de referencia del DUT mediante la inserción de una señal adicional coherente en fase, lo que a su vez hace posible la caracterización de dispositivos con impedancia muy baja a lo largo de una amplio rango de impedancias. Este método se utiliza también cuando se necesita load pull de armónicos para la caracterización avanzada de dispositivos y la extracción de modelos de DUT complejos.
Los tipos de señal admitidos incluyen a menudo ondas continuas y señales pulsadas de onda continua. Las señales pulsadas son esenciales para las medidas en matrices o en obleas para evitar variaciones de temperatura durante la medida provocadas por un autocalentamiento del dispositivo.
Rohde & Schwarz colabora con las empresas líderes del sector Focus Microwaves y Maury Microwave para ofrecer soluciones de sistemas load pull llave en mano.
Ver también: www.rohde-schwarz.com/product/zna
Configuración de medida load pull con receptor vectorial
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