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使用冷源法和Y因子法進(jìn)行射頻噪聲系數(shù)測(cè)量
隨著無(wú)線(xiàn)通訊愈加復(fù)雜,,需要對(duì)射頻器件進(jìn)行更多測(cè)試,以確保時(shí)刻擁有好信號(hào),。今天,,我們就探討下射頻領(lǐng)域常見(jiàn)的兩種測(cè)試——噪聲系數(shù)測(cè)試和天線(xiàn)開(kāi)關(guān)調(diào)諧器測(cè)試。
一,、噪聲系數(shù)測(cè)試兩種方法pk
噪聲系數(shù)(NoiseFigure)是常見(jiàn)的射頻術(shù)語(yǔ),,表征了信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)器件后信噪比的惡化程度。
圖1.IEEE給出的噪聲系數(shù)定義拓?fù)鋱D
Desense NF通常出現(xiàn)在GNSSLNA的規(guī)格書(shū)中,,衡量了存在一定強(qiáng)干擾時(shí)被測(cè)件噪聲系數(shù)惡化的程度,,業(yè)界并沒(méi)有給出定義,但根據(jù)測(cè)試條件,,可以在噪聲系數(shù)定義的基礎(chǔ)上得到Desense NF的定義拓?fù)鋱D,,如圖2所示,干擾頻點(diǎn)通常為GNSS頻段附近的蜂窩通信頻點(diǎn),。
圖2.Desense NF定義拓?fù)鋱D
噪聲系數(shù)的測(cè)試方法主要有冷源法和Y因子法,。
1. 冷源法
冷源法通常對(duì)高增益的LNA最為有效,因?yàn)閷?duì)于明顯高于本底噪聲其固有本底噪聲的信號(hào)來(lái)說(shuō),,信號(hào)分析儀可以更精確地測(cè)量噪聲功率,。
冷源法的基本原理是端接待測(cè)設(shè)備的輸入,然后使用信號(hào)分析儀來(lái)測(cè)量DUT的輸出噪聲,,如圖所示,。在這種情況下,輸出噪聲功率是DUT的增益對(duì)DUT的固有噪聲進(jìn)行放大后的結(jié)果,。
圖3.冷源法測(cè)試連接示意圖
2.Y因子法
Y因子法測(cè)試中會(huì)用到噪聲源,,建議選擇定向耦合器注入干擾信號(hào),具有更高的隔離度,,從而保護(hù)噪聲源,。此時(shí)饋入到DUT的噪聲功率,因?yàn)樾盘?hào)源本身也會(huì)輸出一定的寬帶噪聲,是否對(duì)測(cè)試結(jié)果帶來(lái)影響也是一個(gè)未知數(shù),。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證,,按照?qǐng)D4所示的測(cè)試連接,使用NIVST(矢量信號(hào)分析與發(fā)生器)可以構(gòu)建一套非常緊湊的測(cè)試系統(tǒng),,VST在提供干擾信號(hào)的同時(shí),,還能夠測(cè)試DUT輸出的噪聲。DUT后面的濾波器用于濾除干擾信號(hào),,以免影響噪聲功率的測(cè)試,。
圖4.Y因子法測(cè)試Desense NF的示意圖
如果將上圖中的耦合器、DUT,、濾波器等當(dāng)做一個(gè)整體,,直接使用Y因子法測(cè)試,因?yàn)樾盘?hào)源輸出寬帶噪聲的存在,,并不確定是否對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響,。但是,如果將DUT輸入側(cè)的噪聲來(lái)源等效為一個(gè)新的噪聲源,,標(biāo)定出其超噪比ENR后,,就可以使用Y因子法準(zhǔn)確測(cè)試噪聲系數(shù)了。
二,、天線(xiàn)開(kāi)關(guān)調(diào)諧器PeakVoltage的兩大測(cè)試方法
天線(xiàn)開(kāi)關(guān)調(diào)諧器(AntennaSwitch Tuner)廣泛應(yīng)用于智能移動(dòng)終端設(shè)計(jì)中,,用于調(diào)諧天線(xiàn)的工作頻段,以應(yīng)對(duì)日益壓縮的天線(xiàn)凈空區(qū)帶來(lái)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),。
天線(xiàn)開(kāi)關(guān)調(diào)諧器測(cè)試需要關(guān)注的參數(shù)包括:Ron,、Coff,、Isolation,、Harmonic以及PeakVoltage。其中,,Ron/Coff/Isolation都屬于S參數(shù)的測(cè)試,相對(duì)簡(jiǎn)單。PeakVoltage(峰值耐受電壓)則相對(duì)復(fù)雜,。
PeakVoltage主要有兩種測(cè)試方法——傳輸法和反射法,。
1.傳輸法
傳輸法指的是在tuner輸出端使用一個(gè)阻抗調(diào)諧器,如圖5所示,,通過(guò)調(diào)節(jié)阻抗改變反射系數(shù),,從而使得在DUT處形成比較強(qiáng)的駐波電壓。這樣可以緩解對(duì)射頻功率的要求,,使用小得多的射頻功率便可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試所需要的加載電壓,。
圖5.Peak Voltage測(cè)試連接示意圖
為了緩解高加載電壓對(duì)射頻功率的要求,傳輸法通常借助于圖6所示的阻抗調(diào)諧器或其它失配電路引入阻抗失配形成駐波,。若測(cè)試參考面處的反射系數(shù)幅度和相位合適,,則可以在比較低的射頻功率下達(dá)到所期望的高加載電壓,。
反射系數(shù)對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)試峰值耐受電壓至關(guān)重要,幅度和相位中但凡有一個(gè)不滿(mǎn)足要求,,則加載電壓就不對(duì),。反射系數(shù)的調(diào)試并不容易,最關(guān)鍵的是,,在橫向移動(dòng)滑塊調(diào)整相位的過(guò)程中,,阻抗調(diào)諧器的駐波比也會(huì)改變,這使得整個(gè)調(diào)試相對(duì)復(fù)雜,。
圖6.傳輸法測(cè)試峰值耐受電壓連接示意圖
2.反射法
圖7以NI矢量信號(hào)收發(fā)器(VST)為例,,給出了反射法測(cè)試峰值耐受電壓的連接示意圖。VST集矢量信號(hào)源與矢量信號(hào)分析儀于一體,,既可以產(chǎn)生信號(hào),,也可以分析信號(hào)。信號(hào)源本身輸出的功率通常在+24dBm以?xún)?nèi),,對(duì)應(yīng)的信號(hào)振幅接近5V,,這對(duì)于峰值耐受電壓的測(cè)試是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此,,需要外部功率放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,。
圖7.反射法測(cè)試峰值耐受電壓連接示意圖
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