Verifica degli amplificatori di potenza a banda larga

Attività da eseguire

Lo sviluppo di un amplificatore di potenza a banda larga è un’attività multidimensionale. È necessario soddisfare tutti i criteri di prestazione tipici degli amplificatori, come la linearità nelle bande di frequenza e i livelli di potenza richiesti, ottimizzando al contempo l’efficienza. I livelli di distorsione EVM, AM/AM e AM/PM sono parametri critici per i segnali a banda larga. In alcuni casi, un cliente interno o esterno fornisce il segnale di prova senza spiegazione, rendendo la demodulazione una vera sfida. Per ottenere la migliore efficienza, il punto di funzionamento dell’amplificatore è vicino al suo punto di compressione,
il che rende le sue prestazioni notevolmente non lineari. La predistorsione digitale (DPD) aiuta a linearizzare le prestazioni a livello di sistema. Durante la verifica dell’amplificatore, è necessario uno strumento facile da usare per la DPD.

Soluzione Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz ha sviluppato una soluzione ad anello chiuso per il test di amplificatori a banda larga utilizzando il generatore di segnali vettoriali R&S®SMW200A e l’analizzatore di spettro e segnali R&S®FSW. Questa configurazione combinata supporta larghezze di banda RF fino a 2 GHz e frequenze RF fino a 44 GHz.

L’opzione di misura degli amplificatori R&S®FSW-K18 è un’applicazione di prova dedicata che controlla il generatore di segnali e offre una configurazione facile da usare e sincronizzata automaticamente.
L’opzione R&S®FSW-K18 offre tutte le caratteristiche chiave necessarie per la caratterizzazione degli amplificatori. Fornisce informazioni sulle fonti di degrado del segnale a causa della non linearità, della risposta in frequenza e del rapporto segnale/rumore. Molte caratteristiche come EVM, ACLR, AM/AM e AM/PM, il guadagno e la compressione del guadagno derivano da una sola misura RF.

L’approccio di misura unico dell’opzione R&S®FSW-K18 consente di utilizzare qualsiasi forma d’onda di prova per derivare l’EVM, indipendentemente dallo standard; e anche se l’utente non conosce il tipo o la struttura del segnale, cosa che può accadere se un cliente finale fornisce direttamente la forma d’onda di prova desiderata. Ecco il segreto: l'opzione R&S®FSW-K18 confronta il segnale ricevuto con il segnale di riferimento inviato dal generatore di segnali vettoriali.

La maggior parte degli amplificatori lavora tipicamente vicino al relativo punto di compressione in una modalità molto non lineare per migliorare l’efficienza. L’esclusivo metodo di calcolo dell'EVM adottato dall'opzione R&S®FSW-K18 fornisce risultati di misura più accurati rispetto alle tecniche di demodulazione standard.

Nel 5G, i rapporti valore di picco-valor medio sono molto alti a causa della struttura del segnale. La riduzione del fattore di cresta è tipicamente usata nelle installazioni per migliorare l’efficienza degli amplificatori. L’opzione R&S®SMW-K548 del generatore di segnali vettoriali permette di manipolare il segnale per ottenere un fattore di cresta desiderato, e applica un filtraggio supplementare al segnale.

L’opzione R&S®FSW-K18, insieme all’opzione di misurazione diretta DPD R&S®FSW-K18D, offre due tipi di predistorsione digitale:

• L'opzione R&S®FSW-K18 adotta un modello a base polinomiale che ottimizza il comportamento AM/AM e AM/PM dell’amplificatore. Per velocizzare le routine di prova, il generatore di segnali applica il modello DPD direttamente al segnale in tempo reale senza alcun ricalcolo della forma d’onda. È una tecnica che funziona molto bene per eseguire le prove su amplificatori mobili o i frontend integrati.
• L’opzione R&S®FSW-K18D come add-on esegue direttamente la procedura DPD per valutare la linearizzabilità dei dispositivi. Include effetti di memoria e altre non linearità. È una caratteristica molto importante per le infrastrutture e le applicazioni satellitari, soprattutto con le più recenti tecnologie GaN. Il metodo DPD diretto non si basa su un polinomio. Esegue la predistorsione digitale diretta e compensa in modo iterativo la risposta in frequenza e le prestazioni spettrali. Un toolkit MATLAB® per ricavare un modello dai risultati R&S®FSW-K18D è disponibile in una nota applicativa gratuita.

L’opzione R&S®FSW-K18F esamina i dettagli degli effetti memoria e fornisce informazioni sulla risposta in frequenza e sul ritardo di gruppo di un dispositivo. La risposta in frequenza mostra la risposta del canale in grandezza e fase rispetto al segnale di riferimento. Il ritardo di gruppo fornisce informazioni sul ritardo di tempo sulla larghezza di banda utilizzata.

Per semplificare la caratterizzazione su frequenza e gamma di potenza, l'opzione R&S®FSW-K18 offre uno sweep automatico dei parametri. Controlla il generatore di segnali che esegue lo sweep in un intervallo di sweep definito dall’utente ed esegue le misure desiderate in ogni punto dello sweep. I risultati sono presentati in una grafica 3D e offrono una rapida panoramica dei dati acquisiti. Tutti i risultati di misura sono naturalmente disponibili per effettuare indagini dettagliate e per l’estrazione remota dei parametri di interesse.

Riassunto

L’applicazione Rohde & Schwarz per la misura degli amplificatori offre un set di strumenti di facile uso che supporta tutte le misure importanti per caratterizzare gli amplificatori a banda larga. Fornisce informazioni sulle non linearità, fornisce miglioramenti con soluzioni DPD integrate e lavora con qualsiasi segnale di prova per fornire risultati sulle prestazioni in termini di EVM.