Лаб_ZVA_ZVA-K4-Смеситель. Измерение основных параметров смесителей Другие характеристики преобразователей частоты Цель практической работы
 Скачать 1.16 Mb.
|
  Векторный анализатор цепей R&S®ZVA Измерение основных параметров смесителей; Другие характеристики преобразователей частоты Цель практической работы: Эта работа описывает типичные измерения смесителей и реализацию их на векторном анализаторе цепей ZVA с опцией преобразования частоты ZVA-K4. В документе описывается концепция и настройки, необходимые для выполнения измерений потерь на преобразование, развязки и отражения. СодержаниеНастройка измерений потерь на преобразование 3 Настройка измерения развязки (просачивания сигналов) 7 Измерение просачивания сигнала РЧ в тракт ПЧ 7 Измерение просачивания сигнала гетеродина в тракт ПЧ 8 Измерение просачивания сигнала гетеродина в тракт РЧ 9 Калибровка мощности для измерения просачивания РЧ в тракт ПЧ 9 Настройка измерений потерь на преобразованиеПотери на преобразование являются мерой измерения мощности, когда смеситель преобразует РЧ в ПЧ. Она определяется как соотношение уровня выходной мощности Pout (ПЧ) и уровня входной мощности Pin (РЧ) и выражается в дБ. Для проведения измерений необходимо подключить смеситель к портам 1, 2 и 3 (согласно приведённой ниже схеме) анализатора ZVA с опцией ZVA-K4. Анализатор цепей ZVA имеет один, два либо четыре внутренних генератора, позволяющих одновременно выдавать сигналы РЧ и гетеродина.  Мы рассмотрим пассивный смеситель в диапазоне радиочастот от 2 до 2,5 ГГц с фиксированной частотой гетеродина 1,5 ГГц. Потери на преобразование могут быть определены как:  В автоматическом режиме потери могут быть определены с помощью следующих настроек: Нажмите [PRESET] Нажмите [MODE], затем кнопки [Scalar Mixer Meas] и [Define Scalar Mixer Meas]. появится следующее меню:  В текущем меню нам необходимо задать параметры частоты и мощности (Set Powers и Set Frequencies) В меню Set Frequencies выбираем: Base Freq = RF Fixed = LO Auto = IF Выбираем тип преобразования, в данном случае выбираем IF = RF – LO (Down, USB), т.е. преобразование с понижение частоты. Задаем необходимые значения частот: RF = Start 2 ГГц, Stop 2,5 ГГц, LO = 1,5 ГГц В меню Set Powers вводим соответствующие уровни для РЧ сигнала и сигнала гетеродина. Уровень мощности входного сигнала (RF) должен быть выбран таким образом, чтобы смеситель не попал в компрессию, в данном случае используем 0 дБм. Уровень сигнала гетеродина (LO) в соответствии со спецификацией смесителя, в данном случае 10 дБм. Подготовка к измерениям практически закончена, остаётся только, в соответствии с подсказкой произвести процедуру калибровки по мощности. Для этого нажимаем кнопку ОК и среди оконных кнопок справа экрана выбираем Mixer Power Cal. Далее действуем в соответствии с подсказками на экране, при этом порядок выполняемых действий не имеет особого значения. Подключаем датчик мощности серии к портам анализатора цепей и отмечаем галочкой соответствующий шаги калибровки Калибровка источника сигнала РЧ. Калибровка приемника ПЧ. Калибровка сигнала гетеродина.  В разделе Source Cal Settings можно наблюдать значения уровней сигналов РЧ и гетеродина. А также максимальное количество считываний и допуск. Эти параметры определяют целевую точность калибровки мощности и максимальное количество итераций для достижения заданных значений уровней мощности. Их можно изменить при нажатии кнопки Modify Settings… После проведения процедуры калибровки можно преступать к процессу измерения потерь на преобразование:  Пожалуйста, обратите внимание, что мы не измеряем S-параметры. Вместо этого мы измеряем соотношение падающей волны порта 2 и исходящей волны порта 1 (b2/a1). Это связано с тем, что волновые величины находятся в разных частотных диапазонах. Настройка измерения развязки (просачивания сигналов)Конфигурация измерений развязок отличается от конфигурации измерения потерь на преобразование. Мы не можем использовать вспомогательную функцию настройки смесителя, необходимо вручную настроить параметры источника и приемника ZVA, используя меню конфигурации портов.  Измерение просачивания сигнала РЧ в тракт ПЧДля измерения просачивания сигналов на частоте РЧ в канал ПЧ нажмите клавишу [PRESET], с помощью клавиш [START CENTER], [STOP SPAN] и [PWR BW AVG] задайте значения начальной, конечной частот и уровня мощности. Также необходимо задать параметры гетеродина. Будем использовать сигнал гетеродина 1,5 ГГц и мощность 10 дБм, тип преобразования с понижение частоты, (IF = RF – LO). Нажмите клавишу [MODE], затем кнопку [Port Config], откроется меню Port Configuration.    Для настройки частоты и уровня сигнала гетеродина необходимо нажать на области (fb) и (Pb) соответственно и вводим требуемые значения частоты и уровня сигнала гетеродина. Конфигурация завершена, не забудьте переключится в режим постоянного излучения генераторов портов 1 и 3. Нажмите OK, чтобы выйти.  В качестве измеряемого параметра выберите соотношение падающей волны порта 2 и исходящей волны порта 1 (b2/a1).  Пожалуйста, обратите внимание, что выбор параметра S21 вместо b2/a1, позволит применить векторную коррекцию ошибок (т.е. калибровку TOSM) к измерениям для увеличения точности. Измерение просачивания сигнала гетеродина в тракт ПЧНажмите клавишу [CHAN SELECT], затем кнопку [Add Channel + Trace + Diag Area]. Это создаст новый канал с новой кривой идентичный каналу 1. В качестве измеряемого параметра выберите соотношение падающей волны порта 2 и исходящей волны порта 3 (b2/a3). Либо выберите параметр S23, в случае применения векторной коррекции ошибок. Основное отличие от предыдущего измерения – измерение величины сигнала гетеродина в порту ПЧ. Все настройки остаются такими же, но приемник перенастраивается на измерение сигнала гетеродина. Измерение просачивания сигнала гетеродина в тракт РЧНажмите клавишу [CHAN SELECT], затем кнопку [Add Channel + Trace + Diag Area]. Это создаст новый канал с новой кривой идентичный каналу 2. Конфигурация портов остается такой же, как и в предыдущем случае, только необходимо выбрать в качестве измеряемого параметра соотношение падающей волны порта 1 и исходящей волны порта 3 (b1/a3). Либо выберите параметр S13, в случае применения векторной коррекции ошибок. Калибровка мощности для измерения просачивания РЧ в тракт ПЧВ отличие от вспомогательной функции измерения смесителей, которая также включает интуитивно понятный порядок калибровки мощности, мы должны пройти через менее автоматизированную процедуру калибровки мощности для измерений развязок. В данном примере диапазон частот сигнала РЧ от ГГц до ГГц. Частота сигнала гетеродина ГГц. Результатом преобразования с понижением частоты будет диапазон от ГГц до ГГц (IF = RF – LO). Оба источника должны быть откалиброваны на своих соответствующих частотных диапазонах. Приемник должен быть откалиброван не в диапазоне ПЧ, а в диапазоне сигнала РЧ. Требуется произвести три шага калибровки: Порт 1 калибруется с помощью датчика мощности. Порт 3 калибруется с помощью датчика мощности, но в качестве источника сигнала используем 3й порт. Порт 2 (приемник) калибруется с помощью калиброванного источника порта 1. В шаге 3 используется калиброванный порт 1 в качестве «передачи стандарта» от датчика мощности в приемник порта 2. Точность калибровки приемника будет не хуже, чем калибровки источника порта 1. Для калибровки мощности нажмите клавишу [CAL], затем кнопки [Start Power Cal] и [Source Power Cal]. Откроется окно Source Power Cal. Выберите порт 1 в меню Source. Подключите датчик мощности к кабелю порта 1. Нажмите кнопку Modify Settings, чтобы открыть диалоговое окно Modify Source Power Cal Settings. Настройте необходимые параметры и нажмите OK.    Нажмите кнопку Take Cal Sweep для начала калибровки. Процесс калибровки отображается на графическом дисплее. После завершения калибровки в нижнем левом углу указывается, является ли результат калибровки успешным или нет (Pass или Fail) и максимальное значение отклонения. Нажмите кнопку Close, чтобы завершить процесс калибровки. Повторите процесс калибровки для порта 3 в том же порядке с оговоркой на источник (3й порт). Далее необходимо провести калибровку приёмника 2-го порта. Для этого открываем меню оконной кнопки [Receiver Power Cal]. В открывшемся меню Receiver Power Cal. выберите волновую величину для калибровки, в нашем случае это b2. В качестве используемого источника, выбираем калиброванный источник порта 1, т.е. a1. Соедините кабелем порт 1 и 2 и нажимаем кнопку Take Cal Sweep для начала калибровки. Нажмите кнопку Close для завершения процесса калибровки. |