Исходные данные:
Есть ВЧ усилитель на 850 МГц. В лабораторных условиях на его вход подаём радиочастотный импульсный сигнал с временами фронта и спада 250 нс (несущая 850 МГц, время импульса 300 мкс). Из-за нелинейности усилитель укорачивает время фронта и спада примерно на 50 нс. Укорочение более чем на 50 нс недопустимо (этого можно добиться регулировкой усилителя). Но в серии (при сдаче продукции) нет возможности сформировать сигнал с необходимыми фронтами и спадами (то есть с генератора идут радиочастотные импульсы с резкими фронтами).
Задача:
Косвенным методом гарантированно проверить укорочение времени спада и фронта импульса.

Первое, что пришло в голову, это снять проходную характеристику усилителя (зависимость мощности на выходе от мощности на входе) и сравнение её с каким-то эталоном. Но достаточно ли измерение данной характеристики для определения укорочения времён фронтов и спадов.
Какие ещё могут быть варианты? Помогайте!

Вероятно гармоники вашего сигнала сильно вырастают, их и надо смотреть на выходе анализатором.
Достаточной смотреть вторую и третью гармоники, если они выше какого-то порога то не прошло.

Начну по-чукотски: стробоскопический осциллограф с полосой несколько ГГц нужен, однако. Ну или крутой цифровой.

Отвечу по-чукотски: осцилограф, способный это увидеть, есть. На производстве нет ВЕКТОРНОГО генератора сигнала, который способен сформировать импульс с заданными фронтами. Есть генераторы R&S SMB-100А, но у них фронты "крутые" резкие.


Интересная идея. Но гармоники могут вырасти не только из-за фронтов, а так же из-за "искажения" несущей (радиочастотного заполнения импульса). Как в таком случае поймать грань?
Да и опять же: сигнал, который придёт на усилитель, уже будет иметь эти гармоники, так как фронты "резкие"

..а что по вашему фронты импульсов? Это суммы гармоник сигнала уходящих в бесконечность, чем выше дальние гармоники тем круче фронты.
И если гармоники поднимаются из-за нелинейности, то из-за того же укорачиваются и фронты импульса.
Я предлагаю замерить гармоники на приемлемых фронтах , а потом на неприемлемых (гармоники будут выше) и по этим критериям проверять.

з.ы.
гармоники несущей частоты будут на кратных ей частотах , гармоники импульса будут вокруг несущей частоты .

Да повторяю Вам, в производстве сформировать сигнал с нужными фронтами (читай подать на усилитель) не представляется возможным.
Нужен способ оценки усилителя по данному параметру, не подавая исходный (нужный) сигнал

Хороший сигнал всё время подавать не нужно, вы должны с его помощью снять огибающую гармоник вокруг несущей и сравнивать анализатором эту огибающую с теми который будут получаться на производстве. Про эталон вы упомянули в первом сообщении. Так как соотношение гармоник в спектре вещь относительная - то она не будет зависить от коэффициента передачи ваших усилителей а будет только свзязана с его нелинейными характеристиками и с фронтами вашего импульса. Так считаю .

Коль скоро прямой метод недоступен, предлагаю косвенный. Подать на усилитель амплитудно модулированный сигнал (SMF это может), с модуляцией 100% от синуса. На анализаторе спектра с усилителя наблюдаем лес вокруг несущей Уровень первой компоненты итермодуляции будет соотвествовать тому на сколько искажается исходный синус, на столько же будут искажаться и фронты импульсов. Кривую для пересчета можно будет постромить на основании простой модели с треугольными фронтами и "резкой" характеристикой насыщения усилителя в матлабе, к примеру.

А вообще задача изначально сформулированна не корректно, поскольку искажение фронтов и уменьшение их длительности будет зависить еще и от исходной формы фронтов.




Сообщение отредактировал __Sergey_ - Aug 4 2017, 15:25

Вот это объяснение мне более понятно. Спасибо!

А про некорректность задачи можно по-подробнее?


Ну хорошо, всё правильно вы говорите. Огибающую сняли (так же сняли уровни гармоник с неё, т.е. создали так называемый эталон).
Отрегулировали усилители в производстве и ПОДАЛИ СИГНАЛ С ЗАВЕДОМО РЕЗКИМИ ФРОНТАМИ (ЗАВЕДОМО НЕ ПРОХОДНОЙ) и отбраковали сразу все усилители. Так по Вашему получается? Или я не понимаю ход Ваших мыслей...

..я сразу вас не понял, прошу прощения.
Плохо что приборы проверяются абы каким сигналом.

Плохо... я с Вами согласен, но на сегодняшний день другой возможности нет (такова реальность)
Поэтому нужен хоть какой-то косвенный метод контроля. А то ведь регулировщики нарегулируют такого....

Если не хочется тратиться на векторный генератор, то почему нельзя смастерить на коленке импульсный модулятор, который сформирует нужные фронты? По-моему это проще, чем заморачиваться с мат. обработкой частотного спектра или временных диаграмм. К тому же все эти способы будет сложно согласовать с заказчиком.
Вообще укорочение фронта в 5 раз говорит о сильной перегрузке усилителя. Может не стоит работать с таким овердрайвом?

Не вижу возможности собрать "простенький" модулятор, который может сформировать фронты с длительностями 250 нс.


Фронты укорачиваются не с 250 нс до 50 нс, а "на 50 нс", то есть с 250 нс до 200 нс. Большее укорочение действительно "овердрайв", но указанное, вполне приемлемо.

В чём видится основная сложность?

Тогда тем более - это очень тонкая грань между линейным и перегруженным режимом. Предполагаю, что выходная мощность усилителя точно поддерживается (стабилизируется) в вашей системе? Кроме того, нагрузка усилителя всегда постоянная?

Нужно формировать модулирующий сигнал с соответствующими фронтами. Да и сама реализация модулятора мне не представляется такой, что б можно собрать, как Вы выразились, "на коленке".


Да, стабилизируется изменением напряжения питания выходного каскада в небольшом диапазоне.