射频测试中对功放的测试主要包括以下几个方面:
增益测试
- 使用 IQVIEW/IQXEL 测量:连接好放大器电源线,关闭电源,将 IQVIEW 的 RF2 端口配置为信号输出端 VSG,RF1 配置为输入端 VSA,并在 VSA 端口至少加上 30dB 衰减器,且两个端口都接 DC-BLOCK。通过同轴线将 RF2 连接到 PA 的输入端,RF1 连接到 PA 的输出端口。设定 VSG 发送功率小于 - 30dBm,控制 VSG 发送功率步进增大,读出 VSA 的信号功率变化,将仪器测量得到的功率和仪器发出的功率相减,再考虑中间衰减损耗,即为放大器增益2。
- 使用矢量网络分析仪测量:将 PA 分别接在网络分析仪的两个端口上,在 PA 输出端口接 30dB 衰减器。调整网络分析仪的输出功率大小,读出 S21 参数即为放大器增益2。
回波损耗测试
使用网络分析仪测量,接入衰减器校准后,配置频段为所需频段,读取 S11、S22 即为回波损耗2。
P1dB 测试
- 使用网络分析仪:选择功率扫频,固定频率进行测试。通过网分测量输入功率变化,描绘出放大器增益随输入信号大小变化的曲线,从而确定 P1dB 点2。
- 使用频谱仪:信号源从输出小功率开始,以合适的步进逐步递增,同时记录每一次调整功率时频谱仪的测试结果,将频谱仪测得的功率减去信号源设置的功率作为 DUT 的测试增益,当测试增益降低 1dB 时,便可以确定 P1dB 8。
频谱模板符合性测试
使用 IQVIEW 或 IQXEL 完成。设置 IQ 仪器 VSG 发送 11b 1Mbps 调制信号,起始功率为 - 20dBm,打开 VSA 窗口,设置频谱掩膜测试图形。将发送功率逐渐增大,直至频谱超出掩膜,记录此时 11b 1Mbps 的输出功率大小2。
11g EVM 测试
使用 IQVIEW 或 IQXEL 完成。设置 IQ 仪器 VSG 发送 11g 54Mbps 调制信号,起始功率为 - 20dBm,打开 VSA 窗口,设置 EVM 测量模式。将发送功率逐渐增大,直至 EVM 值达到 - 30dB(可根据实际情况调整限值),记录此时 11g 54Mbps 的输出功率大小 2。
谐波测试
将 PA 输入端连接到 IQVIEW 的 VSG 端口,控制 VSG 发送 11b 1M 调制信号,功率为前面测试到的 11b 1M 的最大功率值。PA 的输出端连接频谱仪,在频谱仪输入端连接至少 10dB 衰减器,设计 RBW=VBW=1MHz,设置频谱为 11b 1M 信号中心频谱的 2 倍和 3 倍频,记录功率大小2。
最大输出功率测试
- GSM 模式:为功放所有管脚提供正常电压,加上所需的射频信号,调整 vramp 到最大,测出这时的信号大小。采用 12.5% 的占空比进行功率测试,可通过 Tx Enable 管脚电平波形的占空比或射频信号的波形来控制3。
- 工作在线性区的 PA:调整输入功率 pin,观察输出功率 pout 的变化,当 pout 达到最大值且不再随 pin 增加而增加时,记录此时的 pin 和 pout 值3。
附加功率效率 PAE 测试
通过测量功放的输入功率、输出功率以及直流电源功耗,根据公式计算得出。需要将输入输出功率的 dBm 单位转换成 mW 或 W 再进行运算3。
输入输出阻抗测试
使用网络分析仪或阻抗分析仪,测量功放输入和输出端口的阻抗特性,以确定其匹配性和适配性5。