專利名稱：一種放大器增益壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信及電子領(lǐng)域的測(cè)試技術(shù)，尤其涉及一種輸出功率上限受限的放大器壓增益縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
1dB壓縮點(diǎn)輸出功率是放大器的一個(gè)很重要的指標(biāo)，表征著放大器輸出功率隨輸入功率增加而增加的能力，一般來說，輸入功率從小信號(hào)增加到一定程度，因放大器的非線性特性，輸出功率增加開始減緩，增益開始明顯下降，如圖1所示。
在放大器的1dB壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試方法中，一般采用輸入功率逐級(jí)增大或連續(xù)增大掃描的方法，通過增益判斷，找出增益下降1dB時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出功率。
放大器1dB壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試組網(wǎng)介紹放大器1dB壓縮點(diǎn)輸出功率的測(cè)試，有兩種主要的組網(wǎng)測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法，分別如下實(shí)現(xiàn)一如圖2所示，是信號(hào)源+功率計(jì)測(cè)試實(shí)現(xiàn)的示意圖，其中功率計(jì)可用頻譜儀等具有功率/幅度測(cè)試功能的儀器來替代。通過改變信號(hào)源的輸出功率，使之在一個(gè)功率范圍內(nèi)逐點(diǎn)掃描，對(duì)應(yīng)用測(cè)試出放大器的輸出功率，比較增益變化，可找出增益下降1dB時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出功率，即測(cè)試出準(zhǔn)確的1dB壓縮點(diǎn)輸出功率值。通過對(duì)比指標(biāo)，可判斷是否符合指標(biāo)。
實(shí)現(xiàn)二如圖3所示，是網(wǎng)絡(luò)分析儀功率掃描測(cè)試法示意圖，其中“reflection”指網(wǎng)絡(luò)分析儀的信號(hào)輸出端，“transition”指網(wǎng)絡(luò)分析儀的信號(hào)接收端，適配器是實(shí)現(xiàn)與放大器進(jìn)行功率及接口匹配的轉(zhuǎn)接頭、電纜、衰減器等，衰減器是用來衰減輸入到網(wǎng)絡(luò)分析儀輸入端口的功率，以防止功率過大造成儀器損傷，可根據(jù)需要選擇。其中網(wǎng)絡(luò)分析儀可用具有功率掃描功能的其它儀器或儀器組合實(shí)現(xiàn)。
下面分析實(shí)現(xiàn)二的測(cè)試原理及測(cè)試過程，以1dB壓縮點(diǎn)輸出功率的測(cè)試為例，并且分析不進(jìn)行輸出功率受限引起的問題。
圖4是一個(gè)普通放大器增益/輸入關(guān)系曲線示意圖，可用網(wǎng)絡(luò)分析儀的功率掃描增益測(cè)量實(shí)現(xiàn)。圖中，橫坐標(biāo)代表輸入功率變量，縱坐標(biāo)代表放大器的增益，圖中顯示，增益隨輸入功率增大而減小。
設(shè)放大器的1dB壓縮點(diǎn)輸出功率指標(biāo)為p1dBout。測(cè)試過程中，設(shè)定好放大器測(cè)試的輸出掃描起始、截止功率Pins1和Pins2，放大器在輸入功率為Pins1時(shí)的增益記為G0，隨著輸入功率的連續(xù)增加，放大器的增益下降1dB的點(diǎn)標(biāo)記為c，對(duì)應(yīng)找出c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入功率Pin1dB，就可以計(jì)算出1dB壓縮點(diǎn)輸出功率Pout1dB＝Pin1dB+G0-1。
實(shí)現(xiàn)一的與實(shí)現(xiàn)二在原理上相同，增益計(jì)算都是借助外部計(jì)算實(shí)現(xiàn)，通過輸入功率的步進(jìn)增加，增益下降超過1dB后，可尋找到滿足一定誤差的C點(diǎn)，從而測(cè)試或計(jì)算出1dB壓縮點(diǎn)輸出功率。
實(shí)現(xiàn)一和實(shí)現(xiàn)二可以統(tǒng)稱為功率掃描法，在批量測(cè)試中，要測(cè)試出準(zhǔn)確的1dB壓縮點(diǎn)輸出功率，必須在上述測(cè)試實(shí)現(xiàn)中設(shè)置有足夠大的Pins2，從而能測(cè)試到C點(diǎn)。因此，Pins2的要求如下在Pins2的輸入功率下，即使放大器增益較小，放大器輸出功率仍然要大于P1dBout，否則因輸出功率過小，無法判斷。即要求Pins2+Gmin＞＝P1dBout，即Pins2＞＝P1dBout-Gmin，測(cè)試中需要留有一定余量，若取余量為1dB，則Pins2＝P1dBout-Gmin+1。在Pin＝Pins2時(shí)和放大器增益G＝Gmax時(shí)，放大器輸出功率最功率Pout＝Pins2+Gmax＝P1dBout-Gmin+1+Gmax＝P1dBout+(Gmax-Gmin)+1，即有可能造成輸出功率比P1dBout大(Gmax-Gmin)+1。
舉例來說，對(duì)于增益誤差要求為±1的情況(Gmax-Gmin＝2)，此時(shí)，1dB+(Gmax-Gmin)＝1+2＝3dB。即輸出信號(hào)功率可能比P1dB還要大3dB。反過來，若放大器線性足夠好，卻不一定能夠測(cè)試到1dB壓縮點(diǎn)，只能采用超限處理。
因此，為準(zhǔn)確測(cè)試出1dB壓縮點(diǎn)輸出功率值，不對(duì)功率輸出進(jìn)行控制，就可能會(huì)因輸出功率過大或放大器過驅(qū)動(dòng)，引起放大器本身及后級(jí)器件損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)了一種輸出功率受限的增益壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試判斷方法，采用本設(shè)計(jì)方法，不需要測(cè)試出具體的功率壓縮點(diǎn)輸出功率值，就可以判斷出放大器是否符合規(guī)格指標(biāo)。作為分析需要，測(cè)試會(huì)給出受限輸出功率和受限壓縮量，以供參考分析之用。
本發(fā)明采用如下方案一種放大器增益壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟已知需要測(cè)試放大器的adB壓縮點(diǎn)輸出功率是否符合指標(biāo)，指標(biāo)為PadB，設(shè)置受限輸出功率P0＝PadB+c＝PadB+a+m，其中m為修正因子，可根據(jù)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或分析進(jìn)行設(shè)置，一般取m＝0，即c＝a。放大器在Pins1輸入功率下，可測(cè)試到放大器的正常增益或標(biāo)準(zhǔn)增益。
a、設(shè)置放大器輸入功率Pins＝Pins1，測(cè)試此時(shí)的增益功率G0，其中Pins為輸入功率變量，Pins1為增益測(cè)試的掃描輸入功率起始功率值，在此功率下可以測(cè)試到放大器的正常增益或標(biāo)準(zhǔn)增益；b、計(jì)算受限輸入功率值Pins3＝P0-G0；其中P0為輸出上限功率；c、設(shè)置Pins＝Pins3，測(cè)試此時(shí)的增益Gs3；d、計(jì)算受限輸出功率Ps3＝Pins3+Gs3，受限壓縮量b＝G0-Gs3；e、若Ps3＞＝PadB，或b＜＝c，則判定放大器合格；若Ps3＜PadB，或b＞c，則判斷放大器不合格。
本發(fā)明對(duì)放大器的生產(chǎn)測(cè)試、批量測(cè)試、合格判斷等均有直接的指導(dǎo)意義，能避免測(cè)試活動(dòng)中對(duì)放大器本身及后級(jí)器件或儀器的損傷。
本發(fā)明所提的測(cè)試設(shè)計(jì)方法，在壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試過程中，可以作為基本方法引用。
本發(fā)明可提高放大器輸出壓縮點(diǎn)的測(cè)試安全性和效率，可應(yīng)用加入到具有功率掃描功能的儀器中，作為儀器的生產(chǎn)測(cè)試方法，使測(cè)試更加方便和安全。通過本專利，可以進(jìn)行增益測(cè)試2次即可完成壓縮點(diǎn)輸出功率的合格判斷。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一般放大器的輸入/輸出功率關(guān)系曲線示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)源+功率計(jì)測(cè)試壓縮點(diǎn)指標(biāo)測(cè)試實(shí)現(xiàn)一示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中采用網(wǎng)絡(luò)分析儀的功率掃描測(cè)試法測(cè)試實(shí)現(xiàn)二示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中采用網(wǎng)絡(luò)分析儀的功率掃描技術(shù)得到的增益曲線示意圖；圖5是本發(fā)明相關(guān)輸出功率受限增益壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試方法設(shè)計(jì)示例圖；圖6是本發(fā)明的測(cè)試流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖4所示，是放大器的功率增益模型一般示意圖，隨著輸入功率的增加，輸出功率增加幅度開始減緩，表現(xiàn)為增益隨輸入功率增加呈現(xiàn)下降的曲線，如圖4所示。
圖5中，橫坐標(biāo)代表輸入功率變量，縱坐標(biāo)代表輸出功率變量，縱坐標(biāo)上PadB點(diǎn)表示放大器的adB壓縮點(diǎn)輸出功率指標(biāo)(a＝1時(shí)就是1dB壓縮點(diǎn)輸出功率指標(biāo))，Pins1是放大器可進(jìn)行正常增益測(cè)試的起始掃描輸入功率值，Pins2是掃描備用最大截止功率，其值可參考前面的推導(dǎo)結(jié)果。
放大器的adB壓縮點(diǎn)輸出功率指標(biāo)為PadB，要求測(cè)試adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)是否合格。為防止輸出功率過大，應(yīng)設(shè)置輸出功率上限值，即受限輸出功率P0，受限目標(biāo)為放大器在測(cè)試中的輸出功率在PadBm～P0之間，不會(huì)超過P0。取P0＝PadB+c＝PadB+a+m，m為修正因子，一般可取m＝0，即c＝a。
測(cè)試設(shè)計(jì)中，需要確定幾個(gè)常量壓縮點(diǎn)壓縮量a，輸出功率上限P0，功率掃描起始功率輸入功率值Pins1。下面逐一對(duì)這幾個(gè)量進(jìn)行說明。
Pins1為掃描功率起始功率值，該值可有一定的活動(dòng)范圍，需要根據(jù)測(cè)試精度來自行確定。如無特別要求，可設(shè)置使Pins1＜P1dB-10-Gmax，其中Gmax是放大器允許的增益量大值。放大器在Pins1的輸入功率下，測(cè)試到增益為G0。
輸出功率上限P0，在上述增益模型中，是需要限制的最大輸出上限功率，設(shè)置受限輸出功率P0＝PadB+a+m，其中m為修正因子，可根據(jù)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或分析進(jìn)行設(shè)置，一般取m＝0即可，即取P0＝PadB+a。
a是需要測(cè)試的放大器壓縮點(diǎn)的壓縮量指標(biāo)，根據(jù)放大器和測(cè)試要求進(jìn)行制定。a＝1，即1dB壓縮點(diǎn)較為常見。
變量有輸入功率Pins和測(cè)試動(dòng)態(tài)增益Gs，Pins為輸入功率變量，Ps為輸出功率變量，對(duì)應(yīng)增益Gs＝Ps-Pins。
如圖6所示，是本發(fā)明的測(cè)試流程圖，從圖中可以看到，本發(fā)明的測(cè)試方法實(shí)現(xiàn)如下已知需要測(cè)試放大器的adB壓縮點(diǎn)輸出功率是否符合指標(biāo)，指標(biāo)為PadB，設(shè)置受限輸出功率P0＝PadB+c＝PadB+a+m，其中m為修正因子，可根據(jù)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或分析進(jìn)行設(shè)置，一般取m＝0即可。放大器在Pins1輸入功率下，可測(cè)試到放大器的正常增益或標(biāo)準(zhǔn)增益。
a、設(shè)置放大器輸入功率Pins＝Pins1，測(cè)試此時(shí)的增益功率G0，其中Pins為輸入功率變量，Pins1為掃描功率起始功率值；b、計(jì)算受限輸入功率值Pins3＝P0-G0；其中P0為輸出上限功率值；c、設(shè)置Pins＝Pins3，測(cè)試此時(shí)的增益Gs3；d、計(jì)算輸出功率Ps3或測(cè)試計(jì)算放大器此時(shí)的增益壓縮量b；e、若Ps3＞＝PadB，或者b＜＝c，則判定放大器adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)合格；若Ps3＜PadB，或者b＞c，則判斷放大器adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)不合格。
本發(fā)明中，需要進(jìn)行功率掃描預(yù)校準(zhǔn)，，校準(zhǔn)及測(cè)試實(shí)現(xiàn)如下對(duì)于采用網(wǎng)絡(luò)分析儀等具有功率掃描功能的測(cè)試儀器，在測(cè)試前可能需要預(yù)校準(zhǔn)。具體實(shí)現(xiàn)上，可以采用輸入功率范圍較大的Pins1～Pins2輸入值進(jìn)行通路校準(zhǔn)并保存為校準(zhǔn)文件，在測(cè)試G0時(shí)，可以控制開啟掃描截止功率，在G0測(cè)試時(shí)，掃描終止功率設(shè)為Pins2e＜P0-Gmax-p(其中Pins2e為初始增益測(cè)試允許使用安全功率，Gmax為正常測(cè)試放大器最大增益，p為保護(hù)功率，可根據(jù)情況自設(shè))。即可保證輸出功率＜P0，測(cè)試完G0后，再將輸入掃描功率上限定為Pins3＝P0-G0，即能保證輸出功率Ps＜P0。從而實(shí)現(xiàn)輸出功率受限的測(cè)試。
對(duì)于增益曲線隨輸入功率增加在壓縮點(diǎn)附近增益下降的情況，采用本方法實(shí)現(xiàn)的測(cè)試輸出功率Pout＜＝P0。
本發(fā)明對(duì)放大器的生產(chǎn)測(cè)試、批量測(cè)試、合格判斷等均有直接的指導(dǎo)意義，能避免測(cè)試活動(dòng)中對(duì)放大器本身及后級(jí)器件或儀器的損傷。
本發(fā)明所提的測(cè)試設(shè)計(jì)方法，在壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試過程中，可以作為基本方法引用。
本發(fā)明可提高放大器輸出壓縮點(diǎn)的測(cè)試安全性和效率，可應(yīng)用加入到具有功率掃描功能的儀器中，作為儀器的生產(chǎn)測(cè)試方法，使測(cè)試更加方便和安全。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種放大器壓增益縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟a、設(shè)置放大器輸入功率Pins＝Pins1，測(cè)試此時(shí)的增益功率G0，其中Pins為輸入功率變量，Pins1為掃描功率起始功率值；b、計(jì)算受限輸入功率值Pins3＝P0-G0；其中P0為輸出上限功率值；c、設(shè)置Pins＝Pins3，測(cè)試此時(shí)的增益Gs3；d、計(jì)算輸出功率Ps3＝Pins3+Gs3，計(jì)算放大器此時(shí)的增益壓縮量b＝G0-Gs3；e、若Ps3＞＝PadB，則判定放大器adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)合格；若Ps3＜PadB則判斷放大器adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)不合格。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其特征在于所述的步驟d，輸出功率Ps3計(jì)算公式為Ps3＝Gs3+Pins3。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其特征在于所述的步驟d，放大器輸出adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)PadB計(jì)算公式為PadB＝P0-a。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其特征在于所述的步驟d中，進(jìn)行如下取值a＝1。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其特征在于還包括步驟a之前的儀器校準(zhǔn)步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放大器增益壓縮點(diǎn)輸出功率測(cè)試方法。包括a.設(shè)置放大器輸入功率Pins＝Pins1，測(cè)試此時(shí)的增益功率G0，其中Pins為輸入功率變量，Pins1為掃描功率起始功率值；b.計(jì)算受限輸入功率值Pins3＝P0－G0；其中P0為輸出上限功率值；c.設(shè)置Pins＝Pins3，測(cè)試此時(shí)的增益Gs3；d.計(jì)算輸出功率Ps3＝Pins3+Gs3，計(jì)算放大器此時(shí)的增益壓縮量b＝G0－Gs3；e.若Ps3＞＝PadB，則判定放大器adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)合格；若Ps3＜PadB則判斷放大器adB壓縮點(diǎn)指標(biāo)不合格。應(yīng)用本發(fā)明可提高放大器輸出壓縮點(diǎn)的測(cè)試安全性和效率，加入到具有功率掃描功能的儀器中，作為儀器的生產(chǎn)測(cè)試檢驗(yàn)方法，可使測(cè)試更加方便和安全。應(yīng)用本方法，可以通過2次增益測(cè)試，即可完成放大器adB壓縮點(diǎn)輸出功率是否符合指標(biāo)的判斷。
文檔編號(hào)G01R31/316GK1725026SQ200410069579
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者劉選鵬 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司