Блок-схема расположения и следования пяти этапов проведения измерений по разработанной методике. представлена ниже на рисунке 4.
Рисунок 4 - Этапы методики измерения X-параметров
Первым этапом предлагаемой методики является калибровка тюнера импеданса от компании MauryMicrowave с использованием ПО тюнера IVCAD. Калибровка проводится для каждой из выбранных частотных точек. В процессе калибровки тюнер осуществляет перебор множества импедансов на диаграмме Вольперта - Смита для каждой рассматриваемой частотной точки
На втором этапе проводилась процедура "de-embedding" направленных ответвителей. Процедура "De-embedding"dпредставляет собой извлечение "S-матриц" направленных ответвителей из схемы измерения, так как их включение приводит к изменению импедансов источника и нагрузки. Для процедуры "de-embedding" используется схема измерений, состоящая из НО1, ТИ и НО2.
При этом выход порта анализатора Keysight PNA-X №1 подключается к НО1, а выход порта №3 подключается к выходу ТИ. Далее выполняется переход к работе с ПО IVCAD. Первым шагом является подключение к ПО тюнера импеданса MauryMicrowave, анализатора PNA-X, измерителя мощности. Перед калибровкой внутренний источник анализатора Keysight PNA-X необходимо установить в непрерывный режим, а также задать требуемый уровень выходной мощности сигнала Keysight PNA-X.
После выполнения всех вышеперечисленных операций, требуется осуществить автоматический "de-embedding" направленных ответвителей, для этого электронный калибровочный модуль (ЭКМ) подключается на место ИУ, после чего необходимо запустить в IVCAD процедуру "tunersautode-embedding".
Третьим этапом проводится калибровка системы, с целью измерений значений "Х-параметров" усилителя мощности в импульсном режиме. Предварительно собирается схема, показанная на рис.1, за исключением ПУ и В1.
Далее при помощи ПО IVCAD анализатор PNA-X переводится в импульсный режим работы, а также устанавливаются необходимые параметры импульсов.
Далее ПО IVCAD обращается к ПО NVNA для осуществления калибровки. Здесь необходимо задать частотный диапазон измерений, уровень мощности при калибровке, положение переключателей внутри анализатора PNA-X, количество измеряемых гармоник и значения уровней каждого из ТЭ, исходящих из портов №1 и №3.
Калибровка системы в ПО NVNA состоит из трех процедур: векторной, фазовой и мощностной калибровок.
При векторной калибровке ЭКМ подключается к разъёмам 1 и 2, после чего выполняется калибровка. Фазовая калибровка осуществляется при помощи ГГ2, подключаемого к разъёму 1. Калибровка уровня мощности проводится с использованием измерителя мощности, подключаемого к разъёму 1. Результаты калибровок автоматически импортируются в ПО IVCAD.
На четвертом этапе методики следует подключить ИУ к разъёмам 1 и 2, а также подключить ПУ, задать количество точек, измеряемых импедансов и диапазон мощности, выходящей из порта №1.
Последний, пятый этап заключается в запуске процесса измерений значений "Х-параметров" ИУ.
Результаты измерений значений "Х-параметров" автоматически записываются в файл формата «*.xnp». Для каждой из измеренных частотных точек создается отдельный файл значений " Х-параметров". Затем для получения полной модели следует объединить все файлы в один массив данных путем редактирования.
Полученный файл в дальнейшем используется для моделирования в САПР Keysight ADS.
Рисунок 5–использование полученной модели в САПР ADS
Выводы
Специалистами компании АО «Акметрон» была разработана и освоена методика проведения измерений значений нелинейных "Х – параметров", а также получена поведенческая модель тестируемого устройства, которая была впоследствии успешно применена целым рядом заказчиков при проектировании нового усилителя мощности.
