УСВЧ FINAL. Линии передачи определение регулярные, нерегулярные, однородные, неоднородные. Открытые, закрытые их достоинства и недостатки, применения. Примеры
 Скачать 10.27 Mb.
|
|
Билет№54. Скалярные анализаторы параметров цепей. В основе принципа работы прибора серии P2M лежит измерение мощности СВЧ сигнала с помощью широкополосного амплитудного детектора. Для измерения мощности, отраженной от исследуемого устройства, используется резистивная мостовая схема, которая позволяет разделить падающую и отраженную мощности в широком частотном диапазоне. Одной из особенностей работы прибора серии P2M является наличие стабилизации зондирующего сигнала системной ФАПЧ (фазовая автоподстройка частоты) по частоте и системой APM по амплитуде. Стабильность параметров зондирующего сигнала позволяет не использовать опорный сигнал при проведении измерения. Наличие системы АРМ позволяет перейти от сканирования по частоте к сканированию по мощности зондирующего сигнала. В данном режиме существует возможность измерения модуля коэффициента передачи и отражения в зависимости от входной мощности, а так же измерения точки сжатия по заданному уровню. Использование широкополосных измерительных аксессуаров позволяет производить измерение устройств с преобразованием по частоте, таких как смесители, делители и умножители частоты. Расширенные возможности системы синхронизации позволяют синхронизировать процесс измерения параметров исследуемого устройства с сигналом управления импульсным модулятором или включением питания устройства для измерения параметров устройств, работающих в импульсном режиме. Высокая стабильность частоты и мощности, низкий уровень гармонических и негармонических составляющих, низкий уровень фазового шума позволяют использовать прибор в качестве генератора сигнала. Билет №55. Векторные анализаторы параметров цепей Векторный анализатор цепей является эффективным измерительным прибором, обеспечивающим высокую точность измерений. Это инструмент для выполнения самых сложных измерений в лабораториях и на производстве, включая измерения линейных характеристик ВЧ-компонентов и устройств. Современные анализаторы цепей осуществляют проверку целостности сигнала, измеряют амплитуду, фазу и сопротивление проверяемого устройства. Анализатор сравнивает падающий сигнал или с сигналом, прошедшим через проверяемое устройство, или с сигналом, отраженным от входа данного устройства. Анализатор цепей является калиброванной закрытой системой по принципу «воздействие–отклик», в связи с чем измерение ВЧ-характеристик производится с исключительной точностью. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА ЦЕПЕЙ Согласно теории анализа цепей цепь – это группа электрических компонентов, соединенных между собой. С помощью анализатора цепей возможно определить значение несовпадения сопротивлений двух ВЧ-компонентов для увеличения эффективности использования мощности и сохранения целостности сигнала. Каждый раз, когда ВЧ-сигнал с выхода одного из компонентов поступает на вход другого, часть этого сигнала отражается, а часть передается. Информация об амплитуде и фазе падающей, отраженной и переданной волн дает возможность измерения характеристик отражения и передачи проверяемого устройства. Анализатор цепей формирует синусоидальный сигнал, обычно это диапазон частот. Характеристики проверяемого устройства зависят от падающего, отраженного и переданного сигналов, которые подаются на вход тракта передачи, отражаются на источник сигнала (в связи с рассогласованием сопротивлений) и передаются на конечное устройство. Отклик проверяемого устройства на падающий сигнал зависит от свойств устройства, как и от любого рассогласования волнового сопротивления системы. Если у проверяемого устройства и измерительного прибора немного отличаются волновые сопротивления, это приводит к рассогласованию и создает дополнительные нежелательные искажения. Основная цепь при использовании анализатора – разработать такую методику измерения, которая точно измеряет отклики проверяемого устройства, в то время как погрешности минимизируются или устраняются. Билет №56. Измерение параметров СВЧ устройств на коаксиальном тракте. (векторные и скалярные анализаторы цепей + временное измерение) Билет №57. Измерение параметров СВЧ устройств на пластине. Измерения позволяют проверить, удовлетворяют ли изготовленные компоненты и устройства поставленным требованиям. Для эффективного проектирования СВЧ МИС (малые интегральные схемы – до 100 элементов на кристалле) требуются точные модели элементов МИС, создание подобных моделей основывается на всесторонних и высокоточных измерениях характеристик элементов МИС. При измерении МИС используется – измерительный станок, зондовая станция. Функции – удержание интегральной схемы и обеспечение надёжного электрического контакта. Измерительный станок представляет собой металлический корпус с коаксиальными разъемами, подводящими линиями и пр. элементами. Недостатки метода:
Преимущества метода:
Можно выделить 2 типа зондов:
Билет №58. Калибровка скалярного анализатора цепей. Для уменьшения рассогласования между выходом генераторно-измерительного СВЧ-блока и исследуемым устройством, уменьшения влияния нестабильности выходной мощности на результаты измерений применяется режим “A/R” и “B/R”. Калибровка в этом случае исключает неравномерность трактов передачи и неидентичность частотных характеристик. Виды калибровок:на сквозное соединение, на КЗ и ХХ. При наличии на частотной характеристике значительных провалов и выбросов, необходимо проверить надежность сочленений. Если значительные провалы остались, то необходимо выключить Р2М на несколько минут и перезапустить программное обеспечение. Билет №59. Калибровка векторного анализатора цепей. При тестировании исследуемых устройств с целью высокоточного измерения их параметров рассеяния (S-параметров) при помощью ВАЦ очень важно минимизировать систематическую погрешность измерений. С возрастанием частоты зондирующего сигнала ухудшаются свойства тракта распространения. Это проявляется возрастанием КСВН аксессуаров, увеличением частотной неравномерности передачи элементов тракта, появлением различных паразитных проникновений сигналов. Все перечисленные явления вносят вклад в систематическую погрешность измерений. Для определения составляющих (факторов) систематической погрешности используется процедура калибровки ВАЦ. Для исключения погрешности применяется математическая коррекция результатов измерений. Существуют следующие виды калибровок двухпортовых ВАЦ: 1) нормировка для измерения коэффициента отражения (КО); 2)нормировка для измерения коэффициента передачи (КП); 3)однопортовая векторная калибровка; 4)двухпортовая калибровка в одном направлении; 5)полная двухпортовая калибровка. Все эти методы калибровки предполагают измерение комплексных частотных характеристик различных одно- или двухпортовых устройств. Билет №60. Факторы, влияющие на точность измерения. Примеры. Случайные ошибки: тепловой дрейф(понижение температуры), повторяемость(грязь на материалах, жировой слой, механические повреждения, схема конструкции устройства), шум. Необходимо использовать специальные платы и разъемы, которые устойчивы к внешним воздействиям. Систематические ошибки: линейные и нелинейные воздействия. Билет№61. Измерения во временной области. Анализ сигналов.
Билет №62. Общие подходы к оптимальному проектированию СВЧ-устройств. Общая структура процесса проектирования конструкции (топологии) интегральных схем и устройств СВЧ по заданным частотным зависимостям S-параметров и/илидругим рабочим характеристикам состоит из: 1)проектирования и 2)выполнение точного анализа конструкции или проверочных измерений макета (эксперимента). Одной из основных трудностей, возникающих при решении задачи синтеза устройства СВЧ, является создание его математической модели. Синтез должен опираться на 2 математические модели – основную и вспомогательную(уточненную). Билет№63 Электродинамическое моделирование устройств СВЧ. Возможности программного обеспечения. Основные методы расчета. Главным преимуществом вычислительных технологий компании CST является использование аппроксимации для идеальных граничных условий (Perfect Boundary Approximation, PBA). При моделировании 3D структур, содержащих поверхности сложной кривизны, использование классической прямоугольной сетки разбиения приводит к необходимости использовать слишком мелкую сетку и неоправданно большое число ячеек. Использование тетраэдральной сетки частично решает проблему и позволяет снизить требования к вычислительным ресурсам. Технология PBA использует преимущества обоих перечисленных подходов, но обеспечивает беспрецедентный прирост производительности без потери точности вычислений. |