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放大器增益压缩的扫描测量 信息产业部电子十所 尹仲琪 610036 摘要： 奉文介绍用扫描方尤测量放大墨增益压缩的方法，并作筒要分析． 关键词： 增盏压缩扫描测量方法 前言 增益压缩是描述放大器特性的一个重要指标，它表明放大器输出信号随输入信号强度 变化而呈现非线性的情况，即线性度。通常．人们采用的方法是在某个工作频率上，从放 大器工作在线性段时开始，手动地一点点增大放大器的输入信号，同时观察放大器的输出 电平是否随着输入信号的增大而线性增大。当输出信号的变化比输入信号的变化降低IdB 时．铡得输出信号的幅度，郾为该放大器的IdB增益压缩点，也就是输出信号偏离线性变 化ldB时的电平值。这种传统的方法一直延续至今，仍在大量使用。黼着测量技术的发展， 仪器的测量功能亦不断增多，对放大器增益压绾这一技术指标就有了更方便更直观的测量 方法。本文在此作一简要介绍和分析，以供参考借鉴。 测量框图和原理 扫描信号分为时间扫描和频率扫描。近年来+仪器设汁发展很快t扫描方法在很多参 数的测量时部己实现。仪器诺如示波器、频潜仪、扫频仪．参数诸如频率响应、网络S参 数、群时延、噪声系数等等。实现放大器增益压缩的扫描测量．其首要条件足需要一个具 有功率扫描能力的信号发生器。当然，这种信号发生器目前已有商品出售-例如IIP837XX 系列、HP836XX系列扫频源。另外．有一部分一体化的I-q络分析仪也已经具有这种功能。 这就为放大器增益压缩的扫描蝌量成为ar能奠定r基尉f．井使这种测量从舯频到微波这样 一个报宽的频率范围内均可以实现。 扫描测量放大器增益压缩的方法依据使月】的仪器不同而不同。常用的方法有两种-一 种是利用扫频信号发生器组建澜试系统．另一种是用网络分析仪直接测量。网络分析仪一 般是输出一个恒定幅度的扫频信号给被测件，但在这里．却足输出一个频率固定而信号幅 度线性变化的扫描信号给被测放大器。利用这种方法，不仅可以扫描镄4量放大器的蝤益压 缩，还可以铡壁自动增益控制(AGC)的斜率。 测量框图如下： 图一 ·201· 图二中．用S参数测试装置代替功分器，也是可以的，只是插损比较大。 两个框图的测量原理是基本相同的：给被测放大器输入端输入～个单频(连续波)信 号．该信号的功率电平随扫描时间的政变而线性变化，经过被测放大器后．观察其输出信 号出现非线性并达到ldB压缩点时的情况．然后．将测量结果打印出来。就两种方法比较 而言，第一种方法除了可测量放大器．还可应用于测量一个系统，第二种方法一般则仅限 用于同频网络．如放大器。 测量程序和实验 为验证测试方法，选用了一台FIP8447A前置放大器作实验。该前置放大器指标是：1dB 增益压缩时的输出功率q-6dBm。测量结果见图三～图六。其中，图三、图四是采用图一 的框图测得的结果，圈五、图六是采用图二榧图测得的结果。测试步骤分别简述如下： 按图一连接仪器(暂不接入被测放大器)．设置信号发生器为cw工作方式．根据被测 放大器的指标范围，设定信号发生器的工作频率、扫描时间、扫描输出的起始功率电乎和 终止功率屯乎。设置频谱分析投的中心频率与信号发生器相同，其扫频宽度为O}lz，同时~瑷 定与信号发生器相应的扫描时间和参考电平。在频谱仪上，测出信号发生器功率扫描输出 电平的线性情况，如图三。然后，接入被测放丈器，再测出被测放大器输出电乎的线性情 况。调整信号发生器输出的终止功率电平，达到使被测放大器输出功率电平变化比输入功 宰电平的变化减小ldB时为止。这时，得到刳四的曲线。 按图二连接仪器(暂不接入被测放大器)，设置网络分析仪工作在cw方式，根据被测 放大器的指标范围．设定网络分析仪的工作频率、测量参数、扫描输出的起始功率电平和 终止功率电平。压下“校准”键，待网络分析仪完成校准运行后(圈五)，接入被测放大器， 测出被测放人器输出功率电乎随输入功率电平变化的硅|}线。改变网络分斩仪设置的终止功 率电平值，直至曲线上终止值比起始值低1dB时为止。这时，得到图六的曲线。