凡亿教育 · 电子工程师实战教育品牌
嵌入式硬件培训:长沙/广州校区
|
课程咨询:15989478308(同微信)
免费领取课程大纲

功放输出能直接接频谱仪吗?

功放输出能直接接频谱仪吗?

测LNA、Mixer时习惯把射频线直接接进频谱仪,到了功放就不能照搬。功放输出可能已经超过频谱仪前端能安全承受的功率,测试前先确认输出功率、仪器输入规格和外部衰减。

小信号这么接没事,功放也能照着接吗?

做射频测试时,信号源、DUT、频谱仪一接,看起来很顺手。LNA、Mixer或者一些小信号模块,很多时候确实就是这样测。等换成功放,如果还是下意识把RF OUT直接拧到频谱仪输入口,就要先停一下。

原因很简单:频谱仪的RF Input不是无限大功率的50Ω负载。它里面还有衰减器、Mixer、放大器等前端器件,输入信号太大,不只是屏幕顶格这么简单。轻一点会进入压缩,测出来的谐波、功率都不可信;严重时可能直接损伤前端。

QQ_1793081641330.png                  

图1:功率输出经过30dB外部衰减后再进入频谱仪,仪器端看到的是衰减后的信号。

所以功放测试第一件事不是看Span和RBW,而是先知道功放大概能出多少功率,再去看当前频谱仪允许的最大输入。不同仪器差异很大,不能拿“以前这台能吃30dBm”去套另一台。

30dBm到底有多大?

有时候工程师看到20dBm、30dBm没有太强感觉,换算一下就直观很多:20dBm大约是100mW,30dBm就是1W,37dBm已经接近5W。

一只几瓦的PA,对功放来说可能不算大,但对频谱仪RF Input来说已经完全是另一回事。尤其PA刚调试时,实际输出可能跟预期不一样,某些频点还可能出现更高的峰值。

QQ_1793081649490.png                  

图2:外部RF衰减器接在测试链路中,测试前要同时确认衰减量、频率范围和功率承受能力。

Rohde & Schwarz在放大器测量资料里就给出了很典型的做法:根据放大器输出功率和分析仪希望看到的Mixer Level,计算外部衰减量,并明确提醒外部衰减器本身也必须能承受放大器输出功率。

也就是说,不能只是随手串一个“30dB小衰减头”就结束。它的频率范围、衰减精度和功率额定值都要能覆盖当前测试。

第一次接频谱仪,衰减留多少?

如果是第一次测一块还不熟的功放,我更建议从安全方向开始。先按照最大可能输出留足外部衰减,让进入频谱仪的功率处在比较安全的范围,再慢慢调整。

比如你预估功放可能有30dBm输出,前面加30dB外部衰减,理想情况下频谱仪端大约就是0dBm。当然实际还要把线损、接头损耗和衰减器误差算进去,但至少不会一上来把1W直接灌进仪器。

QQ_1793081672007.png               

图3:射频功率测试台通常会把信号源、功放、DUT、衰减器和频谱仪按功率等级组织在一条测试链路中。

测量完成以后,频谱仪上看到的功率还要把外部衰减量补回来。比如屏幕显示-3dBm,外面有30dB衰减,忽略其他损耗时,DUT输出大约就是27dBm。很多频谱仪也可以设置External Gain/Loss,让仪器直接显示校正后的结果。

同时要注意,频谱仪内部也有RF Attenuation。外部衰减器是为了保护前端和控制输入电平,内部衰减是仪器前端工作设置,两者不是一回事。

没烧仪器,为什么结果还是不对?

即使信号没有大到把仪器烧坏,输入电平过高也可能让前端进入非线性。Rohde & Schwarz的基础资料就提到,频谱仪前端的Mixer和Amplifier如果过载,会产生失真,严重时甚至会在屏幕上出现原本并不存在的谐波或互调。

这对功放测试尤其麻烦。你本来就是想看PA的谐波,结果频谱仪自己也被压缩了,最后很难判断那根杂散到底是谁产生的。

QQ_1793081657845.png                  

图4:GaN功放测试中,DUT输出经过衰减后再送入频谱分析仪,避免高功率直接进入仪器前端。

所以测试PA时,可以把“保护仪器”和“保证测量线性”放在一起考虑。先估算功率、加合适的外部衰减,再根据当前仪器调整Reference Level和内部Attenuation。第一次测试不用追求把底噪压到最低,先确保前端没有过载更重要。

如果输出功率已经很高,除了衰减器,还可能需要定向耦合器、功率计、Dummy Load等器件,这就要根据具体功率等级和测试项目来搭系统了。

下次有人问“功放能不能直接接频谱仪”,答案其实不在功放名字里,而在两个数字:功放会输出多少,频谱仪最多能安全接多少。先把这两个数对上,再决定中间要不要加衰减,基本就不会走错方向。

声明:

本文由凡亿教育整理,转载请注明来源!

投稿/招聘/广告/课程合作/资源置换 请加微信:13237418207


上一篇USB线长一点,设备怎么就不稳定了? 下一篇没有了