Come misurare la compressione del guadagno dell'amplificatore e il P1dB

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Soluzione per il guadagno dell'amplificatore

Per misurare la compressione del guadagno dell’amplificatore e il punto di compressione a 1 dB (P1dB) è necessario uno stimolo RF calibrato con frequenza e potenza controllate, oltre a uno strumento in grado di misurare con precisione il livello di uscita dell’amplificatore. Gli ingegneri stabiliscono innanzitutto il guadagno a piccolo segnale dell’amplificatore applicando un segnale RF in ingresso a un livello di potenza compreso nella regione di funzionamento lineare e misurando la potenza di uscita corrispondente. La potenza di ingresso viene quindi aumentata a passi controllati, mentre la potenza di uscita viene monitorata con un analizzatore di segnale o un sensore di potenza. Finché l’amplificatore rimane lineare, le variazioni della potenza di uscita seguono da vicino quelle della potenza di ingresso e il guadagno calcolato rimane relativamente costante. Una potenza di sorgente accurata, una frequenza stabile e incrementi di potenza ripetibili contribuiscono a mantenere condizioni di misura costanti durante l’intera scansione.

Man mano che il livello di ingresso RF continua ad aumentare, le non linearità dell’amplificatore fanno sì che la risposta in uscita si discosti dalla relazione lineare prevista. Gli ingegneri calcolano il guadagno a ciascun livello di potenza in ingresso e lo confrontano con il guadagno a piccolo segnale stabilito per determinare l’entità della compressione. Il punto di compressione a 1 dB viene raggiunto quando il guadagno misurato diminuisce di 1 dB rispetto alla risposta di guadagno lineare. A seconda del piano di riferimento richiesto, il P1dB può essere espresso come potenza in ingresso o come potenza in uscita. Ripetendo la misurazione su tutta la banda di frequenza si ottiene la caratterizzazione della compressione del guadagno dell’amplificatore e del P1dB nell’intervallo operativo richiesto. La stessa sequenza di misurazione può essere ripetuta anche con diverse condizioni di polarizzazione, temperatura o funzionamento dell’amplificatore per valutare le variazioni nel comportamento di compressione.

Soluzione per il guadagno dell'amplificatore

La misurazione della compressione del guadagno dell’amplificatore e del punto di compressione a 1 dB (P1dB) richiede uno stimolo RF calibrato con incrementi di potenza controllati e una misurazione accurata del livello di uscita dell’amplificatore. Un generatore di segnali analogici fornisce lo stimolo RF, mentre un analizzatore di segnali o un sensore di potenza misura la potenza di uscita man mano che il livello di ingresso aumenta. Gli ingegneri stabiliscono innanzitutto il guadagno a piccolo segnale dell’amplificatore nella sua regione di funzionamento lineare, quindi variano la potenza di ingresso calcolando il guadagno in ciascun punto di misurazione. Man mano che l’amplificatore si avvicina alla compressione, il guadagno misurato inizia a diminuire rispetto alla risposta lineare. Il P1dB viene identificato quando il guadagno scende di 1 dB rispetto al guadagno a piccolo segnale stabilito. Un’uscita stabile della sorgente, incrementi di potenza ripetibili e scansioni di frequenza controllate garantiscono misurazioni coerenti della compressione del guadagno in tutto il campo di funzionamento dell’amplificatore. La soluzione può essere utilizzata per la caratterizzazione del P1dB durante la verifica della progettazione dell’amplificatore, i test delle prestazioni e i flussi di lavoro di produzione.
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Come misurare la compressione del guadagno di un amplificatore e schema a blocchi del P1dB

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