連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，包括計算機（1）、GPIB卡（2）、儀器電源（3）、射頻管理及接口控制單元（4），以及連接到射頻管理及接口控制單元對應(yīng)接口上受其控制的第一信號源（5）、第二信號源（6）、功率計（7）、頻譜分析儀（8）、大功率衰減器（9）、網(wǎng)絡(luò)分析儀（10）、被測功放（11）；射頻管理及控制單元（4）內(nèi)部通過三個射頻開關(guān)（K1、K2、K3）和合成器（41），在相應(yīng)的控制電路下組成射頻校準(zhǔn)鏈路和功放測試電路。本實用新型通過通信總線綜合管理各儀器，通過射頻管理及接口控制單元多接口連接實現(xiàn)射頻通路校準(zhǔn)和功放測試，提高了測試效率，節(jié)約了人力物力成本。
【專利說明】連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于功率放大器測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種連續(xù)波射頻功率放大器指標(biāo)的自動測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)波射頻功率放大器是各種無線發(fā)射機的重要組成部分。主要功能是對連續(xù)波射頻激勵信號進行放大。連續(xù)波射頻功率放大器的指標(biāo)繁多，常見如電壓、電流、效率、輸入輸出特性、P-1dB (IdB壓縮點功率)、Psat (飽和功率)、增益、輸出駐波、平坦度、諧波抑制、雜散抑制、交調(diào)特性、相位、群時延、AM/PM (調(diào)幅/調(diào)相)等。
[0003]對于功放的測試，沒有專門的系統(tǒng)化自動化測試工具，傳統(tǒng)上采用人工測試，往往需要多名工程師同時操作多臺儀器，耗費大量時間和精力進行通路校準(zhǔn)，對功放指標(biāo)逐項、逐點進行測試、計算、記錄，并頻繁的更換測試電纜端口。由于測試時間較長，功放及大功率器件在冷、熱條件下的測試結(jié)果存在誤差。人為因素也使測試錯誤及操作不當(dāng)?shù)葼顩r難以避免。傳統(tǒng)的人工測試不僅測試過程不完整，測試結(jié)果不準(zhǔn)確，而且加大了損壞功放、儀器設(shè)備的風(fēng)險。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，以計算機為核心，通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口對儀器、設(shè)備進行集中控制管理，對射頻通路進行校準(zhǔn)及測試。
[0005]本實用新型采取的技術(shù)方案是:一種連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，包括計算機、GPIB卡、儀器電源、射頻管理及接口控制單元，以及連接到射頻管理及接口控制單元對應(yīng)接口上、受射頻管理及接口控制單元控制的第一信號源、第二信號源、功率計、頻譜分析儀、大功率衰減器、網(wǎng)絡(luò)分析儀、被測功放。
[0006]射頻管理及控制單元包含三個射頻開關(guān)K1、K2、K3和合成器、電源電路、控制電路；其中，控制電路由處理器模塊、開關(guān)驅(qū)動模塊、功放接口驅(qū)動模塊、GPIB通信模塊組成，開關(guān)Κ1、Κ2、Κ3為射頻同軸開關(guān)，由開關(guān)驅(qū)動模塊驅(qū)動；開關(guān)Kl為一單刀雙擲開關(guān)，開關(guān)Κ2、Κ3為單刀多擲開關(guān)，開關(guān)Kl公共端作為第一信號源接口，兩個切換端分別連接開關(guān)Κ2的一個切換端和合成器的一個分配端；合成器的另一個分配端作為第二信號源的接口，合成端連接開關(guān)的一個切換端；開關(guān)的公共端連接被測功放的輸入測試電纜，切換端除上述連接之外，其余切換端作為網(wǎng)絡(luò)儀端口、擴展接口 ；開關(guān)公共端連接大功率衰減器的輸出端，切換端分別作為功率計、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、擴展接口。
[0007]射頻管理及控制單元根據(jù)不同的功放形式提供TTL電平或422電平、繼電器OC門驅(qū)動、串口及LAN總線遙控接口與被測功放連接，實現(xiàn)射頻測試鏈路的無拆卸、無更換連接。
[0008]射頻管理及控制單元可組成的射頻校準(zhǔn)鏈路有:[0009]I)輸入端差損校準(zhǔn)鏈路
[0010]網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口一射頻管理及控制單元(4)第一信號源接口一開關(guān)(Kl)—開關(guān)(K2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第二端口 ；
[0011]2)輸入端駐波校準(zhǔn)鏈路
[0012]網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口一射頻管理及控制單元(4)第一信號源接口一開關(guān)(Kl)—開關(guān)(K2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—被測功放(11);
[0013]3)輸出端差損校準(zhǔn)鏈路
[0014]網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口一通過式功率計(7)—被測功放輸出端測試電纜(L2)—大功率衰減器(9)—開關(guān)(K3)—網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第二端口，其中通過式功率計(7)可省略，將網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口與輸出端測試電纜(L2)直接連接；
[0015]4 )網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)鏈路
[0016]網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口一開關(guān)(K2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—通過式功率計(7)——被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)——開關(guān)(K3)——網(wǎng)絡(luò)分析儀第二端口，其中通過式功率計7可省略，將輸入端測試電纜(LI)與輸出端測試電纜(L2)直通連接即可。
[0017]射頻管理及控制單元(4)可組成的功放測試鏈路有:
[0018]I)功放供電特性、功率指標(biāo)測試鏈路
[0019]第一信號源(5)—開關(guān)(Kl)—開關(guān)(K2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—被測功放(11)—通過式功率計(7)—被測功放輸出端測試電纜(L2)—大功率衰減器(9)——開關(guān)(K3)——吸收式功率計(7)，其中通過式功率計(7)為可省略，將被測功放(11)與輸出端測試電纜(L2)直接相連；
[0020]2)諧波和雜散波測試鏈路
[0021]第一信號源(5)—開關(guān)(Kl)—開關(guān)(K2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—被測功放(11)—通過式功率計(7)—將被測功放輸出端測試電纜(L2)—大功率衰減器(9)——開關(guān)(K3)——頻譜儀(8)，其中通過式功率計(7)可省略，將被測功放(11)與輸出端測試電纜(L2)直接相連即可；
[0022]3)三階交調(diào)測試鏈路
[0023]第一信號源(5)—開關(guān)(Kl)/第二信號源(6)—合成器(41)——開關(guān)(K2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—被測功放(11)—通過式功率計(7)—將被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)——開關(guān)(K3)——吸收式功率計(7)/頻譜分析儀(8)，其中吸收式功率計(7)與頻譜分析儀(8)通過開關(guān)(K3)的切換分時工作；
[0024]4 )相位、群時延、AM/PM測試鏈路
[0025]網(wǎng)絡(luò)分析儀(10 )第一端口一開關(guān)(K2 )—被測功放輸入端測試電纜(LI)——被測功放(11)——通過式功率計(7)——將被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)—開關(guān)(K3)—網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第二端口。
[0026]在采取以上技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本實用新型的優(yōu)點體現(xiàn)于:1、本實用新型利用計算機通過通信總線綜合管理儀器電源、信號源、功率計、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、射頻管理及接口控制單元、功率放大器等儀器設(shè)備，自動測量射頻功率放大器電源特性(電壓、電流、效率)、輸入輸出特性、頻率特性、P-ιdB、Psat、增益特性、輸出駐波、平坦度特性、諧波抑制、雜散抑制、交調(diào)特性、相位、群時延、AM/PM等性能指標(biāo)。2、能實現(xiàn)射頻輸入通路及射頻輸出通路校準(zhǔn)。3、能夠自動監(jiān)視射頻功率放大器狀態(tài)，對故障、異常、功率狀態(tài)自動進行分析及保護。4、射頻管理及接口控制單元提供所有全部射頻通路，指標(biāo)測試時無需拆卸電纜及更換射頻端口。針對不同功放單機和模塊提供TTL電平、422電平、繼電器驅(qū)動、串口及LAN總線遙控接口，實現(xiàn)功放收發(fā)、波段遙控及狀態(tài)監(jiān)控。本實用新型的系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)波射頻功率放大器的自動測試，保證了測試結(jié)果準(zhǔn)確性，提高了測試效率，節(jié)約了人力物力成本，同時加入保護措施，使得測試過程更安全，降低了損壞功放和儀器設(shè)備的風(fēng)險。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖2為射頻管理及接口控制單元組成框圖；
[0029]圖3為射頻鏈路方框圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例具體介紹本實用新型的構(gòu)成。
[0031]圖1是測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。從中可以看出，系統(tǒng)包括了計算機1、GPIB卡2、儀器電源3、射頻管理及接口控制單元4、第一信號源5、第二信號源6、功率計7、頻譜分析儀8、大功率衰減器9、網(wǎng)絡(luò)分析儀10及其他設(shè)備，被測功放11連接在系統(tǒng)中，針對不同的測試目的有不同的連接方式。
[0032]計算機I提供軟件控制平臺，用于人機界面操作，她通過GPIB總線與儀器、設(shè)備進行通信、控制管理。GPIB卡2提供計算機及各儀器設(shè)備的通信、控制接口。儀器電源3為被測功放11提供電壓、電流及限流、欠壓保護。射頻管理及控制單元4是功放自動測試系統(tǒng)的重要組成部分，它為系統(tǒng)提供射頻鏈路切換及功放控制接口，射頻管理及控制單元4的GPIB通信接口與系統(tǒng)總線連接，功放控制接口與被測功放控制端連接。
[0033]兩個信號源為被測功放11提供單音或雙音射頻激勵信號。大功率衰減器9提供射頻大信號的功率吸收，經(jīng)過衰減的射頻信號可直接用于儀器檢測。功率計7用于對功放輸出功率的檢測。頻譜分析儀8用于對功放輸出頻譜及功率譜密度的檢測。網(wǎng)絡(luò)分析儀10用于射頻鏈路校準(zhǔn)、增益平坦度測量、群時延測量、相移測量、AM/PM特性檢測。
[0034]本實用新型的核心結(jié)構(gòu)在于射頻管理及控制單元4，其特點之一在于接口形式多，無需插拔轉(zhuǎn)換，其他應(yīng)用設(shè)備連接在它的相應(yīng)接口上即可。
[0035]射頻管理及控制單元4的具體結(jié)構(gòu)如附圖2所示。它主要由射頻開關(guān)K1、K2、K3，合成器41、電源電路42、控制電路43組成。其中，射頻開關(guān)Κ1、Κ2、Κ3為射頻同軸開關(guān)(SP射頻繼電器開關(guān))，主要實現(xiàn)射頻通路的切換。電源電路42為該設(shè)備單機提供電源轉(zhuǎn)換?？刂齐娐?3由處理器431、開關(guān)驅(qū)動模塊432、功放接口驅(qū)動模塊433、GPIB通信模塊434組成。處理器431控制連接開關(guān)驅(qū)動模塊432、功放接口驅(qū)動模塊433、GPIB通信模塊434，主要實現(xiàn)射頻開關(guān)通斷、功放控制、通信、IXD顯示、按鍵操作等邏輯處理；GPIB通信模塊434向外通過GPIB總線與計算機相連,用于實現(xiàn)計算機與該設(shè)備單機間的連接；功放接口驅(qū)動模塊433向外通過GPIB總線與被測功放連接，可針對不同功放單機和模塊提供TTL電平、422電平、繼電器OC門驅(qū)動、串口及LAN總線遙控接口驅(qū)動，實現(xiàn)功放收發(fā)、波段遙控及狀態(tài)監(jiān)控。開關(guān)驅(qū)動模塊432與各射頻開關(guān)的控制端口相連，用于驅(qū)動各開關(guān)進行射頻切換，由于開關(guān)接口較多，測試時無需拆卸電纜及更換射頻端口，射頻管理及控制單元4的射頻鏈路具體如圖3所示:
[0036]開關(guān)驅(qū)動模塊432與各射頻開關(guān)的控制端相連，開關(guān)Kl為一單刀雙擲開關(guān)，開關(guān)K2、K3為單刀多擲開關(guān)。開關(guān)Kl公共端作為第一信號源5接口，兩個切換端分別連接開關(guān)Κ2的一個切換端，和合成器41的一個分配端。合成器41共有兩個分配端、一個合成端，另一個分配端作為第二信號源6的接口，合成端連接開關(guān)Κ2的一個切換端。開關(guān)Κ2的公共端連接被測功放11的輸入端測試電纜L1，K2切換端除上述所用之外，還有的作為網(wǎng)絡(luò)儀端口，有的作為擴展接口。開關(guān)K3公共端連接大功率衰減器9的輸出端，切換端分別作為功率計、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀的接口，用于連接功率計7、頻譜分析儀8、網(wǎng)絡(luò)分析儀10，此外也有擴展接口。
[0037]從上述可以看出，被測功放11的輸出端測試電纜L2和大功率衰減器9的輸入端連接方向還未知，這是因為根據(jù)兩種不同的功率計7，有兩種選擇連接方式:功率計7有通過式或吸收式探頭兩種形式，當(dāng)選用吸收式功率計時，將其連接在開關(guān)K3的功率計接口上，系統(tǒng)工作時，由射頻開關(guān)K3分時切換選通，被測功放11的輸出端和大功率衰減器9的輸入端直接連通。當(dāng)選用通過式功率計時，將其連接在被測功放11輸出端與大功率衰減器9輸入端之間，系統(tǒng)工作時，既可測量功放的輸出反射功率及駐波，又可以在測量功放輸出頻譜的同時監(jiān)測輸出功率，無需切換輸出端射頻開關(guān)。
[0038]第一信號源5、第二信號源6通過開關(guān)Kl和合成器41實現(xiàn)單音或雙音射頻的控制輸入。
[0039]連續(xù)波射頻功率放大器測試項目一般包括:射頻鏈路校準(zhǔn)、供電測試(電壓、電流、效率)、輸入輸出特性測試、P-1dB測試、Psat測試、增益測試、輸出駐波測試、平坦度測試、諧波抑制測試、雜散抑制測試、交調(diào)特性測試、相位測試、群時延測試、AM/PM測試等。下面重點介紹其中幾部分測試鏈路的連接，其他的測試原理基本相同，不做贅述。
[0040]一、校準(zhǔn)鏈路
[0041]射頻鏈路校準(zhǔn)是自動測試的重要環(huán)節(jié)，用于消除射頻測試鏈路上的差損、相位誤差、群延遲誤差、駐波誤差，確保測量的準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)中的校準(zhǔn)鏈路分為輸入端校準(zhǔn)鏈路、輸出端校準(zhǔn)鏈路及網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)鏈路:
[0042]I)輸入端校準(zhǔn)鏈路
[0043]為了準(zhǔn)確的記錄及測量被測功放輸入信號功率及冷駐波特性，需要對輸入端鏈路的差損及駐波進行校準(zhǔn)。包括:
[0044]a)差損校準(zhǔn)
[0045]按圖3所示，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第一端口連接到射頻管理及控制單元4上第一信號源5的接口處，被測功放輸入端測試電纜LI 一端連到K2的切塊端上，另一端連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第二端口，形成輸入端差損校準(zhǔn)鏈路為:網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第一端口——射頻管理及控制單元4第一信號源接口一Kl—K2—輸入端測試電纜LI—網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第二端口，利用網(wǎng)絡(luò)儀進行測量即可。系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)儀，獲取并記錄測試頻段內(nèi)的參數(shù)，繪制校準(zhǔn)曲線，得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)用于對第一信號源5及網(wǎng)絡(luò)分析儀10的輸出射頻信號進行補償，然后系統(tǒng)自動生成校準(zhǔn)文件，用于用戶調(diào)用。
[0046]b)駐波校準(zhǔn)
[0047]按圖3所示，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第一端口連接到射頻管理及控制單元4的第一信號源5的接口處，被測功放輸入端測試電纜LI 一端連接被功放11，另一端連接到開關(guān)K2的切換端口，形成的輸入端駐波校準(zhǔn)鏈路為:網(wǎng)絡(luò)分析儀10第一端口一射頻管理及控制單元4第一信號源接口——Kl——K2——輸入端測試電纜LI——被測功放11。
[0048]輸入端鏈路駐波校準(zhǔn)包括開路校準(zhǔn)、短路校準(zhǔn)、負(fù)載校準(zhǔn)，選擇不同的校準(zhǔn)時，將相應(yīng)的校準(zhǔn)件連接到測試電纜上即可。
[0049]系統(tǒng)自動控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10，進行網(wǎng)絡(luò)分析儀10第一端口的單端校準(zhǔn)完畢后，系統(tǒng)將控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10自動保存并調(diào)用狀態(tài)數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)對輸入端駐波的校準(zhǔn)。
[0050]2)輸出端差損校準(zhǔn)
[0051]輸出端校準(zhǔn)用于去除被測功放輸出鏈路上射頻開關(guān)、射頻電纜、大功率衰減器的衰減及差損，最終得到功放輸出端準(zhǔn)確的輸出功率及頻譜特性。
[0052]按圖3所示，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第一端口連接到可選通過式功率探頭(與被測功放端口 B相連的一端)，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第二端口連接到射頻管理及控制單元4的開關(guān)K3端網(wǎng)絡(luò)儀端口上，形成輸出端校準(zhǔn)鏈路為:網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第一端口一可選通過式功率計(探頭)(與被測功放端口 B相連的一端)——輸出端測試電纜L2——大功率衰減器9——K3——網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第二端口。其中可選通過式功率計可省略，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的第一端口與輸出端測試電纜L2輸入端直通連接即可。
[0053]校準(zhǔn)操作基本同上，按照鏈路連接，系統(tǒng)自動控制射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成輸出端差損校準(zhǔn)鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警。系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)儀，獲取并記錄測試頻段內(nèi)的參數(shù)，繪制校準(zhǔn)曲線，得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)用于對功率放大器的輸出功率及頻譜進行自動補償。
[0054]3)網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)
[0055]網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)用于消除被測功放輸入、輸出鏈路的增益誤差、相位誤差，群時延誤差。
[0056]按圖3所示，將網(wǎng)絡(luò)分析儀各端口連接在射頻管理及控制單元4對應(yīng)接口上，形成網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)鏈路為:網(wǎng)絡(luò)分析儀第一端口一K2—輸入端測試電纜LI—可選通過式功率計(探頭)7——測試電纜L2——大功率衰減器9——K3——網(wǎng)絡(luò)分析儀第二端口。其中可選通過式功率計(探頭)可省略，將輸入端測試電纜LI輸出端與測試電纜L2輸入端直通連接即可。
[0057]校準(zhǔn)過程操作基本同上，按照鏈路連接，系統(tǒng)將自動控制射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警并停止測試流程，正確則系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)儀，實現(xiàn)雙端口直通校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完畢后，系統(tǒng)將控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10自動保存并應(yīng)用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，調(diào)用數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)儀通路增益、相位、群時延的校準(zhǔn)。
[0058]二、功放測試鏈路
[0059]用戶在測試功放各指標(biāo)時，須按圖2所示，將各儀器設(shè)備連接射頻管理及控制單元對應(yīng)端口上。按圖3所示將輸入端測試電纜L1、被測功放11、通過式功率計7、輸出端測試電纜L2、大功率衰減器9串聯(lián)并連接在射頻管理及控制單元對應(yīng)接口。如果為吸收式功率計7，則可省略上述通過式功率計7的連接，而將被測功放11直接與輸出端測試電纜L2連接，將吸收式功率計7直接連接在控制射頻管理及控制單元4的對應(yīng)接口上即可。
[0060]所對應(yīng)的各個測試鏈路如下:
[0061 ] I)供電特性、功率指標(biāo)測試鏈路
[0062]供電特性測試包括:工作電壓測量，靜態(tài)電流測量，動態(tài)電流測量，功耗測量，功放效率測量。功率指標(biāo)測試包括:輸入輸出特性(功放輸入功率標(biāo)定、輸出功率測量、功放增益測量、功放平坦度測量)，功放P-1dB測量，功放Psat測量。
[0063]鏈路為:第一信號源5-Kl-K2-輸入端測試電纜L1-被測功放11-
(通過式功率計7)——輸出端測試電纜L2——大功率衰減器9——K3——吸收式功率計7。其中通過式功率計為可選部件，可將被測功放11和輸出端測試電纜L2直接相連。
[0064]a)供電特性、輸入輸出特性的聯(lián)合測量方法
[0065]?流程1:系統(tǒng)自動控制射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成輸入輸出射頻測試鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警并停止測試流程。
[0066]?流程2:系統(tǒng)自動控制儀器電源，設(shè)置電壓、限流并輸出。系統(tǒng)將自動讀取、記錄儀器電源輸出電壓及靜 態(tài)電流。
[0067]?流程3:系統(tǒng)自動控制信號源5，設(shè)置頻率、輸出功率并輸出。系統(tǒng)將自動加載輸入端鏈路差損校準(zhǔn)參數(shù)，標(biāo)定功放輸入功率。
[0068]?流程4:系統(tǒng)自動讀取、記錄儀器電源工作電流及功率計數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將自動加載輸出端鏈路差損校準(zhǔn)參數(shù)，經(jīng)計算獲得準(zhǔn)確的功放輸出功率、功耗、效率、功放增益及功放平坦度。
[0069]?流程5:判斷是否電源是否欠壓、過流；判斷是否輸出功率超過最大值；計算功放增益，判斷是否低于增益最小值，是否達到飽和。若滿足上述條件，停止測試流程，關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出，給出報警信息。否則繼續(xù)。
[0070]?流程6:按照間隔點依次改變信號源頻率、輸出功率，重復(fù)流程4~流程5。
[0071]?流程7:關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出。
[0072]?流程8:系統(tǒng)自動制表、繪圖。
[0073]b) P-1dB及Psat的測試方法
[0074]?流程1:設(shè)置輸入功率范圍、粗調(diào)步進、選擇飽和增益差閾值。其中輸入功率范圍應(yīng)覆蓋線性區(qū)與飽和區(qū)。粗調(diào)步進為0.5~2dB。飽和增益差閾值為3~5dB，用于判斷飽和功率。
[0075]?流程2:系統(tǒng)自動控制射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成輸入輸出射頻測試鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警并停止測試流程。
[0076]?流程3:系統(tǒng)自動控制儀器電源，設(shè)置電壓、限流并輸出。
[0077]?流程4:設(shè)置第一信號源頻率及初始輸出功率，加載輸入端鏈路差損校準(zhǔn)參數(shù)，標(biāo)定功放輸入功率。第一信號源的初始輸出功率為功放輸入功率范圍最小值與該頻點輸入端差損的差。[0078]?流程5:在輸入功率范圍內(nèi)，以粗調(diào)步進從小到大粗調(diào)整信號源輸出功率，讀取功率計數(shù)值，加載輸出端鏈路差損校準(zhǔn)參數(shù)，計算功放輸出功率、增益，讀取儀器電源電壓、電流，判斷是否欠壓、過流；判斷是否輸出功率超過最大值；判斷是否低于增益最小值。若滿足上述條件，停止測試流程，關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出，給出報警信息。否則繼續(xù)。
[0079]?流程6:若增益差絕對值大于0.8dB則改為0.1dB步進微調(diào)輸入功率，最終得到P-1dB點，誤差為±0.ldB，記錄此時的功放輸入功率、輸出功率、增益，讀取儀器電源電壓、工作電流，計算功耗、效率指標(biāo)。
[0080]?流程7:工程上常以P_3dB或P_5dB近似認(rèn)為功放飽和功率。系統(tǒng)中在P-1dB點的基礎(chǔ)上，以0.1dB步進增大輸入功率，最終得到飽和功率點，誤差為±0.ldB，記錄此時的功放輸入功率、輸出功率、增益，讀取儀器電源電壓、工作電流，計算功耗、效率指標(biāo)。
[0081]?流程8:按照間隔點依次改變信號源頻率、輸出功率，重復(fù)流程4~流程7。
[0082]?流程9:關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出。
[0083]?流程10:系統(tǒng)自動制表、繪圖。
[0084]2)頻譜相關(guān)測試
[0085]頻譜相關(guān)測試包括:功放的諧波測試，雜散測試，三階交調(diào)測試。
[0086]其中諧波和雜波散測量的射頻鏈路為:第一信號源5——Kl——K2——輸入端測試電纜LI——被測功放11——通過式功率計7——輸出端測試電纜L2——大功率衰減器9——K3——頻譜儀8，其中通過式功率計7為可選部件，可將被測功放11和輸出端測試電纜L2直接相連，取而代之的是在K3末端連接吸收式功率計。
`[0087]諧波、雜散的測試方法為:
[0088]系統(tǒng)自動獲取功放的載波、二次諧波、三次諧波、諧波抑制、雜散、雜散抑制，過程如下:
[0089]?流程1:系統(tǒng)自動控制射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成諧波、雜波測試鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警并停止測試流程。
[0090]?流程2:系統(tǒng)自動控制儀器電源，設(shè)置電壓、限流并輸出。系統(tǒng)將自動讀取、記錄儀器電源輸出電壓及靜態(tài)電流。
[0091]?流程3:系統(tǒng)自動控制第一信號源5，設(shè)置頻率、輸出功率并輸出。系統(tǒng)將自動加載輸入端鏈路差損校準(zhǔn)參數(shù)，標(biāo)定功放輸入功率。
[0092]?流程4:判斷是否電源是否欠壓、過流。若滿足上述條件，停止測試流程，關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出，給出報警信息。否則繼續(xù)。
[0093]?流程5:系統(tǒng)自動讀取、記錄頻譜儀數(shù)據(jù)。利用頻譜儀標(biāo)注(Marker)功能，找出載波、二次諧波、三次諧波，雜散分量，經(jīng)計算得到諧波抑制及雜散抑制數(shù)據(jù)。
[0094]?流程6:按照間隔點依次改變信號源頻率、輸出功率，重復(fù)流程3~流程5。
[0095]?流程7:關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出。
[0096]?流程8:系統(tǒng)自動制表、繪圖。
[0097]三階交調(diào)測試的射頻鏈路為:(第一信號源5—Kl)/第二信號源6—合成器
41-K2-輸入端測試電纜L1-被測功放11-通過式功率計7-輸出端測試電
纜L2——大功率衰減器9——K3——吸收式功率計7/頻譜分析儀8。其中吸收式功率計7與頻譜分析儀8通過開關(guān)K3的切換分時工作。[0098]三階交調(diào)的測試方法為:
[0099]?流程1:參數(shù)設(shè)置。主要包括:雙音頻譜間隔，輸出功率Po，起始輸入功率，平衡度(雙音信號幅度差最大值)等。
[0100]?流程2:信號調(diào)平衡過程
[0101]I)僅輸出第一信號源,功率設(shè)為起始值。以0.5dB步進增大輸入信號，使功放輸出達到 Po-3.5dB ；
[0102]2)第二信號源射頻輸出，幅度與第一信號源相等
[0103]3)以0.1dB步進調(diào)整第二信號源，使功放輸出的雙音信號平衡度達到設(shè)置要求；
[0104]4)以0.1dB步進同時調(diào)整第一、第二信號源，使功放輸出達到Po。
[0105]5)判斷平衡度是否滿足，若不滿足則重復(fù)流程2。
[0106]?流程3:系統(tǒng)自動讀取、記錄頻譜儀數(shù)據(jù)。利用頻譜儀標(biāo)注(Marker)功能，找出載波及交調(diào)分量，并記錄數(shù)據(jù)。
[0107]?流程4:按照間隔點依次改變信號源頻率、輸出功率，重復(fù)流程2~流程3。
[0108]?流程5:關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出。
[0109]流程6:系統(tǒng)自動制表、繪圖。
[0110]3)相位、群時延、AM/PM測試
[0111]鏈路為:網(wǎng)絡(luò)分析儀10`第一端口一K2—輸入端測試電纜LI—被測功放11——可選通過式功率計(探頭)7——輸出端測試電纜L2——大功率衰減器9——K3——網(wǎng)絡(luò)分析儀10第二端口。其中，可選通過式功率計7可省略，將被測功放11與輸出端測試電纜L2輸入端直通連接即可。
[0112]測試步驟如下:
[0113]?流程1:加載網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)狀態(tài)。
[0114]?流程2:選擇測試通路，判斷各開關(guān)狀態(tài)。
[0115]?流程3:系統(tǒng)自動控制網(wǎng)絡(luò)儀，獲取相應(yīng)測試參數(shù)。
[0116]?流程4:關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)儀射頻輸出，關(guān)閉電源輸出。
[0117]?流程5:系統(tǒng)自動制表、繪圖。
[0118]4)輸入駐波測試
[0119]鏈路如上，測試步驟如下:
[0120]?流程1:加載輸入端駐波校準(zhǔn)狀態(tài)。
[0121]?流程2:選擇測試通路，判斷各開關(guān)狀態(tài)。
[0122]?流程3:系統(tǒng)自動控制網(wǎng)絡(luò)儀，獲取駐波參數(shù)。
[0123]?流程4:關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)儀射頻輸出，關(guān)閉電源輸出。
[0124]?流程5:系統(tǒng)自動制表、繪圖。
[0125]5)擴展鏈路
[0126]射頻鏈路為:K2端擴展接口——Κ2——輸入端測試電纜LI——被測功放11——通過式功率計7——輸出端測試電纜L2——大功率衰減器9——Κ3——Κ2端擴展接口。擴展鏈路主要用于測試功能擴展。其中，Κ2端擴展接口可用于其它激勵器輸入，也可用于射頻輸入信號隔離。Κ3端擴展接口可連接其它測試設(shè)備，如示波器、噪聲儀等，用于測試包絡(luò)波形，時序信息，噪聲系數(shù)等指標(biāo)。[0127]系統(tǒng)測試主要包括以下流程:
[0128]a)測試準(zhǔn)備階段。用戶需要確保電纜可靠連接，打開儀器、設(shè)備電源，確保信號源、網(wǎng)絡(luò)儀射頻信號關(guān)閉。
[0129]b)打開測試系統(tǒng)軟件。軟件開啟后，系統(tǒng)自動加載上次測試參數(shù)。
[0130]c)參數(shù)設(shè)置。包括:頻段、功率、電流、電壓、校準(zhǔn)參數(shù)、測試間隔時間、各門限閾值等?？筛鶕?jù)測試需要設(shè)置功能項，如功能復(fù)選、測試方法、保護機制、頻段濾波器、功放接口、自動儀器連接功能等。
[0131]d)儀器連接。用戶可加載儀器驅(qū)動文件，并手動連接儀器。連接狀態(tài)可視，對應(yīng)測試功能可列舉及復(fù)選。
[0132]e)參數(shù)校準(zhǔn)。系統(tǒng)提供校準(zhǔn)向?qū)?，對射頻鏈路進行手動校準(zhǔn)。當(dāng)測試條件不變的情況下，僅需一次校準(zhǔn)。系統(tǒng)自動生成校準(zhǔn)參數(shù)曲線及文件，可保存、讀取和顯示。
[0133]f)射頻連接。用戶在校準(zhǔn)流程后，需按照附圖2、圖3連接并確保射頻通路暢通。
[0134]g)監(jiān)視及測試。用戶可分別對各測試流程項進行操作。在測試過程中，系統(tǒng)根據(jù)選定的保護機制和閾值自動監(jiān)視功放狀態(tài)，電流、電壓、頻段、功率、增益等重要信息，判斷功放故障或異常狀態(tài)，自動對系統(tǒng)及功放進行保護，測試過程可緊急停止。
[0135]h)文件輸出。系統(tǒng)提供完整測試報告。包括數(shù)據(jù)表格、曲線圖形、測試時間、測試人員、文字描述等重要信息。
[0136]i)結(jié)束。結(jié)束流程中系統(tǒng)自動關(guān)閉信號源、網(wǎng)絡(luò)儀、電源輸出。自動生成參數(shù)文件，用于下次繼承與加載。
[0137]測試系統(tǒng)工作流程舉例:
[0138]歷程:某連續(xù)波功率放大器，供電(電壓、電流、效率)、輸入輸出特性的校準(zhǔn)、自動測試流程。
[0139]假設(shè):功放工作頻率:100~200MHz，在輸入功率OdBm時輸出功率大于100W，最大功率輸出120W，供電28V (±10%)，工作電流小于1(^，功放收發(fā)TTL控制(邏輯I為發(fā)射，O為接收)。
[0140]按以下流程進行自動測試:
[0141]1)測試準(zhǔn)備階段。用戶需要確保電纜可靠連接，打開儀器、設(shè)備電源，確保信號源、網(wǎng)絡(luò)儀射頻信號關(guān)閉。
[0142]2)在計算機平臺上打開測試系統(tǒng)軟件。軟件開啟后，系統(tǒng)自動加載上次測試全部參數(shù)及參數(shù)文件。若用戶設(shè)置了 “開機連接所有儀器”選項，系統(tǒng)將自動連接所有儀器，斷開信號源、網(wǎng)絡(luò)儀射頻輸出及電源輸出，當(dāng)有儀器連接失敗時，自動給予提示。
[0143]參數(shù)包括:工作頻段、最大輸出功率(門限)、輸入電壓、欠壓門限、最大工作電流(門限)、最小增益(門限)、測試間隔時間、功能復(fù)選、測試方法、保護機制、功放接口、頻段濾波器等。
[0144]參數(shù)文件包括:各儀器的驅(qū)動文件、各校準(zhǔn)文件等。
[0145]3)在軟件平臺參數(shù)設(shè)置。參數(shù)的定義與上述相同，若需要則按以下方法設(shè)置:
[0146]?工作頻段:100 ~200MHz
[0147]?最大輸出功率(門限):120W
[0148]?輸入電壓:28V[0149]?欠壓門限:25V
[0150]?最大工作電流(門限):10A
[0151]?最小增益(門限):47dB
[0152]?測試間隔時間:200mS
[0153]?功能復(fù)選:供電測試、輸入輸出特性
[0154]?保護機制復(fù)選:欠壓、過流、最大輸出功率、最小增益、飽和保護
[0155]?功放接口:TTL、邏輯I為發(fā)射
[0156]?按置“參數(shù)確定”按鈕
[0157]4)在軟件平臺連接儀器
[0158]若需要，則按以下方法操作:
[0159]?連接儀器電源
[0160]加載儀器電源驅(qū)動文件，系統(tǒng)自動提示加載文件狀態(tài)
[0161]設(shè)置儀器電源GPIB地址
[0162]按置“連接儀器電源”按鈕
[0163]當(dāng)連接成功后，對應(yīng)綠色指示燈開啟，系統(tǒng)自動對電源復(fù)位、狀態(tài)清零并關(guān)閉輸出
[0164]?連接第一信號源
[0165]加載第一信號源驅(qū)動文件，系統(tǒng)自動提示加載文件狀態(tài)
[0166]設(shè)置第一信號源GPIB地址
[0167]按置“連接第一信號源”按鈕
[0168]當(dāng)連接成功后，對應(yīng)綠色指示燈開啟，系統(tǒng)自動對第一信號源復(fù)位、狀態(tài)清零關(guān)閉射頻輸出
[0169]?連接功率計
[0170]加載功率計驅(qū)動文件，系統(tǒng)自動提示加載文件狀態(tài)
[0171]設(shè)置功率計GPIB地址
[0172]按置“連接功率計”按鈕
[0173]當(dāng)連接成功后，對應(yīng)綠色指示燈開啟，系統(tǒng)自動對功率計復(fù)位、狀態(tài)清零
[0174]?連接射頻管理及控制單元
[0175]加載設(shè)備驅(qū)動文件，系統(tǒng)自動提示加載文件狀態(tài)[0176]設(shè)置設(shè)備GPIB地址
[0177]按置“連接射頻管理及控制單元”按鈕
[0178]當(dāng)連接成功后，對應(yīng)綠色指示燈開啟，系統(tǒng)自動對該設(shè)備復(fù)位、狀態(tài)清零
[0179]?連接網(wǎng)絡(luò)儀
[0180]加載網(wǎng)絡(luò)儀驅(qū)動文件，系統(tǒng)自動提示加載文件狀態(tài)
[0181]設(shè)置網(wǎng)絡(luò)儀GPIB地址
[0182]按置“連接網(wǎng)絡(luò)儀”按鈕
[0183]當(dāng)連接成功后，對應(yīng)綠色指示燈開啟，系統(tǒng)自動對該設(shè)備復(fù)位、
[0184]狀態(tài)清零
[0185]加載儀器、設(shè)備驅(qū)動文件的作用是為了滿足兼容不同儀器、設(shè)備的需要。當(dāng)同類儀器、設(shè)備需要更換且通信指令不一致時，可加載對應(yīng)儀器、設(shè)備的驅(qū)動文件。
[0186]當(dāng)上述儀器、設(shè)備連接成功時，功能匯總指示項:鏈路校準(zhǔn)、供電測試、輸入輸出特性測試、P-ldB/Psat測試、平坦度測試、相移測試、AM/PM測試、群時延測試、輸入主波測試等被標(biāo)記，代表可以進行以上功能測試。
[0187]5)參數(shù)校準(zhǔn)
[0188]準(zhǔn)對本歷程測試，需要對輸入端鏈路差損、輸出端鏈路差損進行校準(zhǔn)。當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)存在該鏈路校準(zhǔn)文件時，加載校準(zhǔn)文件即可，可跳過對應(yīng)步驟。當(dāng)需要校準(zhǔn)時，操作以下步驟:
[0189]a)輸入端鏈路差損校準(zhǔn)
[0190]?在軟件平臺上，打開輸入端鏈路差損校準(zhǔn)向?qū)ы撁妗?br> [0191]?設(shè)置校準(zhǔn)頻段，系統(tǒng)將自動系統(tǒng)校準(zhǔn)頻段是否包含測試頻段。針對本例，設(shè)置為:80~120MHz，當(dāng)設(shè)置好后，點擊“下一步”。
[0192]?按照向?qū)崾?，手動連接射頻電纜:按圖3所示，將網(wǎng)絡(luò)儀第一端口連接到第一信號源接口，將網(wǎng)絡(luò)儀第二端口連接到輸入端測試電纜L1(A端)。當(dāng)連接好后，點擊“下一
[0193]?系統(tǒng)將自動控制連接射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成輸入端差損校準(zhǔn)鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警。
[0194]?系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)儀獲取參數(shù)，得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，繪制校準(zhǔn)曲線。
[0195]?用戶可對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件進行保存和讀取，讀取文件時，自動繪制校準(zhǔn)曲線，得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)用于對第一信號源5及網(wǎng)絡(luò)分析儀10的輸出射頻信號進行補償。
[0196]?系統(tǒng)自動生成校準(zhǔn)文件，用于用戶調(diào)用。
[0197]b )輸入端鏈路駐波校準(zhǔn)
[0198]?在軟件平臺上，打開輸入端鏈路差損校準(zhǔn)向?qū)ы撁妗?br> [0199]?設(shè)置校準(zhǔn)頻段，系統(tǒng)將自動系統(tǒng)校準(zhǔn)頻段是否包含測試頻段。當(dāng)設(shè)置好后，點擊“下一步”。
[0200]?系統(tǒng)將自動控制連接射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成輸入端駐波校準(zhǔn)鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警。
[0201]?開路(open)校準(zhǔn)。按照向?qū)崾?，按圖3所示，將網(wǎng)絡(luò)儀第一端口連接到第一信號源接口，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的開路校準(zhǔn)件連接到輸入端測試電纜LI。當(dāng)連接好后，點擊“下一步”。系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10，進行網(wǎng)絡(luò)分析儀10第一端口的單端開路校準(zhǔn)，當(dāng)校準(zhǔn)完畢后，系統(tǒng)將控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10自動保存并應(yīng)用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0202]?短路(short)校準(zhǔn)。同樣按上述方式，將網(wǎng)絡(luò)儀第一端口連接到第一信號源接口，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的短路校準(zhǔn)件連接到輸入端測試電纜LI。當(dāng)連接好后，點擊“下一步”。系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10，進行網(wǎng)絡(luò)分析儀10第一端口的單端開路校準(zhǔn)，當(dāng)校準(zhǔn)完畢后，系統(tǒng)將控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10自動保存并應(yīng)用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0203]?負(fù)載(load)校準(zhǔn)。同樣按上述方式，將網(wǎng)絡(luò)儀第一端口連接到第一信號源接口，將網(wǎng)絡(luò)分析儀10的負(fù)載校準(zhǔn)件連接到輸入端測試電纜LI。當(dāng)連接好后，點擊“下一步”。系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10，進行網(wǎng)絡(luò)分析儀10第一端口的單端開路校準(zhǔn)，當(dāng)校準(zhǔn)完畢后，系統(tǒng)將控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10自動保存并應(yīng)用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。[0204]?網(wǎng)絡(luò)分析儀10狀態(tài)的保存。當(dāng)開路、短路、負(fù)載校準(zhǔn)完畢后，用戶通過軟件界面可對網(wǎng)絡(luò)分析儀10狀態(tài)進行保存。狀態(tài)數(shù)據(jù)文件保存于網(wǎng)絡(luò)分析儀10內(nèi)部，系統(tǒng)通過控制網(wǎng)絡(luò)分析儀10，調(diào)用狀態(tài)數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)對輸入端駐波的校準(zhǔn)。
[0205]c)輸出端鏈路差損校準(zhǔn)
[0206]?在軟件平臺上，打開輸出端鏈路差損校準(zhǔn)向?qū)ы撁妗?br> [0207]?設(shè)置校準(zhǔn)頻段，系統(tǒng)將自動系統(tǒng)校準(zhǔn)頻段是否包含測試頻段。針對本例，設(shè)置為:80~120MHz，當(dāng)設(shè)置好后，點擊“下一步”。
[0208]?按照向?qū)崾?，手動連接射頻電纜:按圖3所示，將網(wǎng)絡(luò)儀端口 I連接可選通過式功率計探頭(若不應(yīng)用該部件，則直接連接輸出測試電纜)，將網(wǎng)絡(luò)分析儀第二端口連接到射頻管理及控制單元的網(wǎng)絡(luò)儀第二端口上。當(dāng)連接好后，點擊“下一步”。
[0209]?系統(tǒng)將自動控制射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成輸出端差損校準(zhǔn)鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警。
[0210]?系統(tǒng)將自動控制網(wǎng)絡(luò)儀獲取參數(shù)，得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，繪制校準(zhǔn)曲線。得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)用于對功率放大器的輸出功率及頻譜進行自動補償。系統(tǒng)自動生成校準(zhǔn)文件，用于用戶調(diào)用。
[0211]6)射頻連接
[0212]需按照附圖2、圖3連接并確保射頻通路。
[0213]7)監(jiān)視及測試
[0214]按以下流程操作`
[0215]?在軟件平臺上，打開輸入輸出自動測試頁面
[0216]?設(shè)置頻率間隔點、輸入功率間隔點、輸入功率范圍。針對本例，設(shè)置頻率間隔點:11，輸入功率間隔點11，輸入功率范圍:-10~OdBm
[0217]?開始測量
[0218]系統(tǒng)將自動進行以下流程
[0219]?流程1:系統(tǒng)自動控制射頻管理及控制單元，將射頻通路設(shè)置成對應(yīng)射頻鏈路，自動判斷鏈路上各開關(guān)是否切換正確，若切換錯誤，則顯示報警。
[0220]?流程2:系統(tǒng)自動控制儀器電源，設(shè)置電壓、限流并輸出。
[0221]?流程3:系統(tǒng)自動控制信號源1，設(shè)置頻率、輸出功率并輸出。系統(tǒng)將自動加載輸入端鏈路差損校準(zhǔn)參數(shù)，設(shè)置準(zhǔn)確的功放輸入功率。
[0222]?流程4:按照測試間隔時間的設(shè)置，等待200mS。
[0223]?流程5:系統(tǒng)自動讀取、記錄電壓、電流、功率計數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將自動加載輸出端鏈路差損校準(zhǔn)參數(shù)，經(jīng)計算獲得準(zhǔn)確的功放輸出功率。
[0224]?流程6:判斷是否電源是否欠壓、過流；判斷是否輸出功率超過最大值；計算功放增益，判斷是否低于增益最小值，是否達到飽和。若滿足上述條件，停止測試流程，關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出，給出報警信息。否則繼續(xù)。
[0225]?流程7:按照間隔點依次改變信號源頻率、輸出功率，重復(fù)流程4~流程7
[0226]?流程8:關(guān)閉第一信號源，關(guān)閉電源輸出。
[0227]?流程9:系統(tǒng)自動制表、繪圖
[0228]8)文件輸出。系統(tǒng)提供完整測試報告。包括數(shù)據(jù)表格、曲線圖形、測試時間、測試人員、文字描述等重要信息。
[0229]9)結(jié)束。結(jié)束流程中系統(tǒng)自動關(guān)閉信號源、網(wǎng)絡(luò)儀、電源輸出。自動生成參數(shù)文件，用于下次繼承與加載。
[0230]其中重要指標(biāo):
[0231]I) P-1dB及飽和功率的測試方法如下:
[0232]a)設(shè)置功率范圍、粗調(diào)步進、選擇飽和增益差閾值。其中輸入功率范圍應(yīng)覆蓋線性區(qū)與飽和區(qū)。粗調(diào)步進為0.5?2dB。飽和增益差閾值為3?5dB，用于判斷飽和功率。
[0233]b)從小到大粗調(diào)整信號源輸出功率，讀取功率計正向功率數(shù)值，計算功放增益，若增益差絕對值大于3.1dB或小于2.9dB，則改為0.1dB步進微調(diào)輸入功率，最終得到P-1dB點，誤差為±0.ldB。
[0234]c)工程上常以P_3dB或P_5dB近似認(rèn)為功放飽和功率。系統(tǒng)中在P-1dB點的基礎(chǔ)上，以0.1dB步進增大輸入功率，最終得到飽和功率點。
[0235]d)當(dāng)獲得Psat點或輸入功率達到上限時，測試過程自動停止，自動關(guān)閉信號源。
[0236]2)三階交調(diào)分量的測試方法如下:
[0237]a)參數(shù)設(shè)置。主要包括:雙音頻譜間隔，輸出功率Po，起始輸入功率，平衡度(雙音信號幅度差最大值)等。
[0238]b)信號調(diào)平衡過程
[0239]I )僅輸出第一信號源,功率設(shè)為起始值。以0.5dB步進增大輸入信號,使功放輸出達到Po-3.5dB。
[0240]II)第二信號源射頻輸出，幅度與第一信號源相等。
[0241]III)以0.1dB步進調(diào)整第二信號源，使功放輸出的雙音信號平衡度達到設(shè)置要求。
[0242]IV)以0.1dB步進同時調(diào)整第一、第二信號源，使功放輸出達到Po。
[0243]V)判斷平衡度是否滿足，若不滿足則重復(fù)(III)?(V )步驟。
[0244]c)計算機直接讀取頻譜分析儀數(shù)據(jù),控制并讀取頻譜儀標(biāo)記(Marker),獲取載波和交調(diào)分量，經(jīng)計算得到相關(guān)指標(biāo)。
[0245]根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)波射頻功率放大器的自動測試，既保證了測試結(jié)果準(zhǔn)確性，提高了測試效率，節(jié)約了人力物力成本；同時由于在測試過程中加入了保護機制，使得測試過程更安全，降低了損壞功放和儀器設(shè)備的風(fēng)險。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，其特征在于:包括計算機(I)、GPIB卡(2)、儀器電源(3)、射頻管理及接口控制單元(4)，以及連接到射頻管理及接口控制單元(4)對應(yīng)接口上、受射頻管理及接口控制單元(4)控制的第一信號源(5)、第二信號源(6)、功率計(7 )、頻譜分析儀(8 )、大功率衰減器(9 )、網(wǎng)絡(luò)分析儀(10 )、被測功放(11); 射頻管理及控制單元(4)內(nèi)部通過三個射頻開關(guān)(Kl、K2、K3)和合成器(41)，在相應(yīng)的控制電路下組成射頻校準(zhǔn)鏈路和功放測試電路，其中所述開關(guān)(Kl)為一單刀雙擲開關(guān)，公共端作為第一信號源(5)的接口，兩個切換端分別連接開關(guān)(Κ2)的一個切換端和合成器(41)的一個分配端；所述開關(guān)(Κ2)為單刀多擲開關(guān)，公共端連接被測功放(11)的輸入端，切換端分別連接開關(guān)(Κ1)、合成器(41)合成端、網(wǎng)絡(luò)儀，還有擴展接口 ；所述開關(guān)(Κ3)為單刀多擲開關(guān)，公共端連接大功率衰減器(9)的輸出端，切換端分別連接功率計、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀，還有擴展接口 ；所述合成器(41)合成端連接開關(guān)(Κ2)的一個切換端，兩個分配端分別連接開關(guān)(Kl)的一個切換端和第二信號源(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，其特征在于:射頻管理及控制單元(4)根據(jù)不同的功放形式提供TTL電平或422電平、繼電器OC門驅(qū)動、串口及LAN總線遙控接口與被測功放連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，其特征在于:射頻管理及控制單元(4)組成的射頻校準(zhǔn)鏈路包括: O輸入端差損校準(zhǔn)鏈路 網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口一射頻管理及控制單元(4)第一信號源接口一開關(guān)(Kl)—開關(guān)(Κ2)— 被測功放輸入端測試電纜(LI)—網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第二端口 ； 2)輸入端駐波校準(zhǔn)鏈路 網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口一射頻管理及控制單元(4)第一信號源接口一開關(guān)(Kl)—開關(guān)(Κ2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—被測功放(11); 3)輸出端差損校準(zhǔn)鏈路 網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口——通過式功率計(7)——被測功放輸出端測試電纜(L2)—大功率衰減器(9)—開關(guān)(Κ3)—網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第二端口，其中通過式功率計(7)可省略，將網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口與輸出端測試電纜(L2)直接連接； 4)網(wǎng)絡(luò)儀通路校準(zhǔn)鏈路 網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端口一開關(guān)(Κ2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—通過式功率計(7)——被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)——開關(guān)(Κ3)—網(wǎng)絡(luò)分析儀第二端口，其中通過式功率計(7)可省略，將輸入端測試電纜(LI)與輸出端測試電纜(L2)直通連接即可。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)波射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，其特征在于:射頻管理及控制單元(4)組成的功放測試鏈路包括: I)功放供電特性、功率指標(biāo)測試鏈路 第一信號源(5)——開關(guān)(Kl)——開關(guān)(Κ2)——被測功放輸入端測試電纜(LI)——被測功放(11)——通過式功率計(7)——被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)—開關(guān)(Κ3)—吸收式功率計(7)，其中通過式功率計(7)為可省略，將被測功放(11)與輸出端測試電纜(L2)直接相連；2)諧波和雜散波測試鏈路 第一信號源(5)——開關(guān)(Kl)——開關(guān)(K2)——被測功放輸入端測試電纜(LI)——被測功放(11)——通過式功率計(7)——將被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)——開關(guān)(K3)——頻譜儀(8)，其中通過式功率計(7)可省略，將被測功放(11)與輸出端測試電纜(L2)直接相連即可； 3)三階交調(diào)測試鏈路 第一信號源(5)-開關(guān)(Kl)/第二信號源(6)-合成器(41)-開關(guān)(K2)-被測功放輸入端測試電纜(LI)——被測功放(11)——通過式功率計(7)——將被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)——開關(guān)(K3)——吸收式功率計(7)/頻譜分析儀(8)，其中吸收式功率計(7)與頻譜分析儀(8)通過開關(guān)(K3)的切換分時工作； 4)相位、群時延、AM/PM測試鏈路 網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第一端 口一開關(guān)(K2)—被測功放輸入端測試電纜(LI)—被測功放(11)——通過式功率計(7)——將被測功放輸出端測試電纜(L2)——大功率衰減器(9)—開關(guān)(K3)—網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)第二端口。
【文檔編號】G01R31/28GK203658537SQ201320874368
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】王姜鉑 申請人:中國電子科技集團公司第三十六研究所