Измерение S-параметров Дифференциального усилителя на плате, Используя только двух-портный векторный анализатор цепей Опции

[BlackOps]

Допустим есть чип, радио усилитель, работающий на частоте ну скажем до 10ГГц, и есть Векторный Анализатор Цепей который тянет до 20ГГц, ну и с комплектом для измерения S параметров.

Дело в том что чип, усилитель, он дифференциальный, а векторный анализатор цепей двух-портный, в идеале естесственно можно на тестовую плату на вход и выход усилителя поставить трансформеры для перехода от single-ended к Differential но дело в том что все(дешевые) трансформеры имеют довольно таки низкие ограничения по частоте, ну максимум тянут на 3ГГц, некоторые с 5 до 7 ГГц итд, одним словом не подходят к требуемому диапазону (хотябы от 100МГц до 10ГГц).

Я находил некоторые решения для такой задачи, т.е. своего рода инструментальные трансформеры для организации такого перехода, но стоят они очень дорого, цена данного решения почти 5500$.


Так вот вопрос, имея только то оборудование которое упомянул в начале, ну и скажем +200$ на другие необходимые детали (стоимость тестовой платы не включаю), как можно измерить параметры данного усилителя, т.е. как сделать это дешево? реально ли вообще?

[soldat_shveyk]

Дело в том что чип, усилитель, он дифференциальный, а векторный анализатор цепей двух-портный

Это не проблема. Вот если бы однопортовый VNA был - тогда, да не получилось бы
Дифференциальный вход и выход = четыре "порта".
Можно снять 4-портовые характеристики подключая не используемые порты на терминаторы 50 Ом. И менять порты при каждом измерении.
Из полученного набора s2p-характеристик можно будет собрать s4p.

[BlackOps]

(ну а для симуляции самого девайса можно использовать идеальный балун вобщемто)

Ясно, т.е. я должен сделать итого 12 разных измерений?
s21, s31, s41, s12, s32, s42, s13, s23, s43, s14, s24, s34

И скажем если например подключил порт для замера s43, то порты 1,2 моего девайса на плате должны быть терминированы на 50 Ом, так?

И еще, если например я мерю s43, (заземляа через 50 Ом порты 1,2 естесственно), то то что я вижу на анализаторе как s21 и есть мой s43?
таким образом то что я вижу на анализаторе как s12 есть мой s34, верно?

Ну и выходит мне надо тогда не 12 раз переставлять тест бенч а 6 раз (хотя количество замеров всеравно 12)

[vitan]

Еще в этом случае может быть проблема с соответствием измерений действительности. Случайно увидел тему, вспоминл, что недавно был на эту тему вебинар. См. слайды.
 rohdeschwarz_feb2813.pdf.tar.gz ( 5.75 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 270

[BlackOps]

просмотрел я этот док. Ну вобщем выходит из него что:

1) При низкой входной мощности нет особой разницы между дифференциальным измерением(TruDi) и отдельным не-дифференциальным (Verdi)
2)для активных устройств (активный фильтр или усилитель как в моем случае), при условии что он работает в линейном режиме, разницы тоже быть не должно,
только при нелинейном режиме большая разница.


Выходит что имеет смысл сделать так как описал soldat_shveyk, только при условии что измерения проводить при малой входной мощности на усилитель?

Какие еще мысли будут по этому поводу?

[BlackOps]

ну вобщем вот нашел этот документ:
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5988-5635EN.pdf

там описаны различные методы, в том числе и метод указанный выше где замеряется single ended методом сигналы, но его недостатки в том, что он не дает точных ресультатов поведения девайса в дифференциальном режиме.

также там описан балун, его недостатки уже упомянуты были (частотный диапазон), плюс ко всему балун не позволяет common-mode поведение девайса узнать т.к. он его тушит.

но вот Simulated mixed-mode method где сначала собираются одиночные измерения, импортируются в симулятор АДС, а затем с двумя трансформерами проводится замер, это кажется точно то что нужно.

Они там описывают еще один метод, Calculated mixed-mode S-parameters method, насколько я понимаю тот метод если налажен то работает быстро (т.к. ненадо много одиночных измерений проводить), но он по моему тоже потребует балун который работает на всем интересующем тебя диапазоне. (и балун нужно отдельно характеризовать тоже)

Поэтому я сделал вывод копать в сторону метода: Simulated mixed-mode method

ну а так если у когото есть что дополнить из собственного опыта, напишите, буду рад посмотреть

[BlackOps]

еще вот что интерестно, нужно ли мне тогда на плату тестового чипа ставить комбинацию ресисторов для того чтобы обеспечить выходное сопротивление 50 Ом?

[soldat_shveyk]

Лучше ставить не резисторы а поставить четыре SMA разъема, как на фотках макета R&S.
На не используемые порты накручивать коаксиальные SMA нагрузки 50 Ом с рабочим диапазоном до 10 ГГц.