Comment mesurer la compression de gain d'un amplificateur et le P1dB

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Solution pour le gain d'un amplificateur

La mesure de la compression du gain d’un amplificateur et du point de compression à 1 dB (P1dB) nécessite un signal RF étalonné, dont la fréquence et la puissance sont contrôlées, ainsi qu’un instrument capable de mesurer avec précision le niveau de sortie de l’amplificateur. Les ingénieurs déterminent d’abord le gain en petit signal de l’amplificateur en lui appliquant un signal RF d’entrée à un niveau de puissance situé dans la zone de fonctionnement linéaire et en mesurant la puissance de sortie correspondante. La puissance d’entrée est ensuite augmentée par paliers contrôlés, tandis que la puissance de sortie est surveillée à l’aide d’un analyseur de signaux ou d’un capteur de puissance. Tant que l’amplificateur reste linéaire, les variations de la puissance de sortie suivent de près celles de la puissance d’entrée et le gain calculé reste relativement constant. Une puissance de source précise, une fréquence stable et des paliers de puissance reproductibles permettent de maintenir des conditions de mesure homogènes tout au long du balayage.

À mesure que le niveau d'entrée RF continue d'augmenter, les non-linéarités de l'amplificateur entraînent un écart de la réponse de sortie par rapport à la relation linéaire attendue. Les ingénieurs calculent le gain à chaque niveau de puissance d'entrée et le comparent au gain en petit signal établi afin de déterminer l'ampleur de la compression. Le point de compression de 1 dB est atteint lorsque le gain mesuré diminue de 1 dB par rapport à la réponse de gain linéaire. En fonction du plan de référence requis, le P1dB peut être exprimé soit en puissance d’entrée, soit en puissance de sortie. La répétition de la mesure sur toute la bande de fréquences permet de caractériser la compression du gain de l’amplificateur et le P1dB sur toute la plage de fonctionnement requise. La même séquence de mesure peut également être répétée avec différentes conditions de polarisation, de température ou de fonctionnement de l’amplificateur afin d’évaluer les variations du comportement de compression.

Solution pour le gain d'un amplificateur

La mesure de la compression du gain d’un amplificateur et du point de compression à 1 dB (P1dB) nécessite un signal de stimulation RF étalonné, avec des paliers de puissance contrôlés et une mesure précise du niveau de sortie de l’amplificateur. Un générateur de signaux analogiques fournit le signal de stimulation RF, tandis qu’un analyseur de signaux ou un capteur de puissance mesure la puissance de sortie à mesure que le niveau d’entrée augmente. Les ingénieurs déterminent d’abord le gain en petit signal de l’amplificateur dans sa zone de fonctionnement linéaire, puis balayent la puissance d’entrée tout en calculant le gain à chaque point de mesure. À mesure que l’amplificateur s’approche de la compression, le gain mesuré commence à s’écarter de la réponse linéaire. Le P1dB est identifié lorsque le gain diminue de 1 dB par rapport au gain en petit signal établi. Une sortie de source stable, des paliers de puissance reproductibles et des balayages de fréquence contrôlés permettent d’obtenir des mesures de compression de gain cohérentes sur toute la plage de fonctionnement de l’amplificateur. Cette solution peut être utilisée pour la caractérisation du P1dB lors de la vérification de la conception de l’amplificateur, des tests de performances et des processus de fabrication.
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