Wie man die Verstärkungskompression und den P1dB-Wert eines Verstärkers misst

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Verstärkerverstärkungslösung

Zur Messung der Verstärkungskompression und des 1-dB-Kompressionspunktes (P1dB) wird ein kalibriertes HF-Signal mit kontrollierter Frequenz und Leistung sowie ein Messgerät benötigt, das den Ausgangspegel des Verstärkers präzise messen kann. Zunächst ermitteln die Ingenieure die Kleinsignalverstärkung des Verstärkers, indem sie ein HF-Eingangssignal mit einer Leistung innerhalb des linearen Betriebsbereichs anlegen und die entsprechende Ausgangsleistung messen. Anschließend wird die Eingangsleistung in kontrollierten Schritten erhöht, während die Ausgangsleistung mit einem Signalanalysator oder Leistungssensor überwacht wird. Solange der Verstärker linear bleibt, folgen die Änderungen der Ausgangsleistung den Änderungen der Eingangsleistung nahezu exakt, und die berechnete Verstärkung bleibt relativ konstant. Eine präzise Eingangsleistung, eine stabile Frequenz und reproduzierbare Leistungsstufen tragen dazu bei, während des gesamten Messvorgangs konsistente Messbedingungen zu gewährleisten.

Mit steigendem HF-Eingangspegel führen Verstärker-Nichtlinearitäten zu Abweichungen des Ausgangsverhaltens vom erwarteten linearen Zusammenhang. Ingenieure berechnen die Verstärkung bei jedem Eingangsleistungspegel und vergleichen sie mit der ermittelten Kleinsignalverstärkung, um das Ausmaß der Kompression zu bestimmen. Der 1-dB-Kompressionspunkt ist erreicht, wenn die gemessene Verstärkung um 1 dB gegenüber dem linearen Verstärkungsverlauf abnimmt. Je nach gewünschter Referenzebene kann P1dB als Eingangs- oder Ausgangsleistung angegeben werden. Durch Wiederholung der Messung über den gesamten Frequenzbereich lassen sich die Verstärkungskompression des Verstärkers und der P1dB-Wert über den erforderlichen Betriebsbereich bestimmen. Dieselbe Messsequenz kann auch unter verschiedenen Verstärker-Vorspannungen, Temperaturen oder Betriebsbedingungen wiederholt werden, um Änderungen im Kompressionsverhalten zu untersuchen.

Verstärkerverstärkungslösung

Die Messung der Verstärkungskompression und des 1-dB-Kompressionspunktes (P1dB) erfordert einen kalibrierten HF-Stimulus mit kontrollierter Leistungsänderung und präziser Messung des Verstärkerausgangspegels. Ein analoger Signalgenerator liefert den HF-Stimulus, während ein Signalanalysator oder Leistungssensor die Ausgangsleistung bei steigendem Eingangspegel misst. Zunächst ermitteln die Ingenieure die Kleinsignalverstärkung des Verstärkers im linearen Betriebsbereich und variieren dann die Eingangsleistung, wobei sie die Verstärkung an jedem Messpunkt berechnen. Nähert sich der Verstärker der Kompression, sinkt die gemessene Verstärkung vom linearen Bereich ab. P1dB ist erreicht, wenn die Verstärkung um 1 dB gegenüber der ermittelten Kleinsignalverstärkung abfällt. Stabile Ausgangsleistung, reproduzierbare Leistungsänderungen und kontrollierte Frequenzdurchläufe gewährleisten konsistente Messungen der Verstärkungskompression über den gesamten Betriebsbereich des Verstärkers. Die Lösung eignet sich zur P1dB-Charakterisierung bei der Verifizierung des Verstärkerdesigns, Leistungstests und in Fertigungsprozessen.
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Siehe Blockdiagramm der Verstärkerverstärkungslösung

Wie man die Verstärkungskompression und das P1dB-Blockdiagramm misst

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