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射頻功率放大器常規調試流程

發布時間:2021-01-21             西安网投比较靠谱的大平台儀器維修中心    1673

對于10W以上的(de)(de)大(da)功(gong)(gong)率(lv)功(gong)(gong)率(lv)放大(da)器來(lai)說(shuo),由于(yu)大(da)信(xin)號仿(fang)真模型沒有達(da)到一個很高的(de)(de)準確度,管子在大(da)功(gong)(gong)率(lv)的(de)(de)工作(zuo)狀(zhuang)態(tai)十分不確定(ding),調(d🌄iao)試(shi)工作(zuo)的(de)(de)重要性相比于(yu)其他射頻器件來(lai)說(shuo),占據(ju)的(de)(de)比重更大(da)。

射頻(pin)功(gong)放調試的步驟一般是由以下幾步構成:

STEP 1 確(que)定芯片是否損(sun)壞(huai)

這(zhe)一步主要是(shi)(shi)(shi)確定板子和管(guan)子的(de)(de🅘)基本狀態(tai)是(shi)(shi)(shi)否正常,首先利用萬用表測量一下功放柵極對(dui)(dui)地、漏極對(dui)(dui)地的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)是(shi)(shi)(shi)否正常,確定管(guan)子是🧸(shi)(shi)(shi)否損(sun)壞;再檢查一下電(dian)(dian)路板的(de)(de)狀態(tai),有無虛焊,短(duan)路,裝(zhuang)配功放管(guan)時接地是(shi)(shi)(shi)否做到最(zui)好(hao)等等。

STEP 2 上電測量(liang)

上電(dian)(dian)(dian),測量漏(lou)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)與(yu)柵極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)是(shi)否加上,調整漏(lou)極(ji)(ji)電(dian)(༺dian)(dian)壓(ya)(ya)與(yu)柵極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)值,觀(guan)察(cha)靜態電(dian)(dian)(dian)流是(shi)否正常(chang)(chang)(有(you)沒(m🤪ei)有(you)過大或者過小或者出現異常(chang)(chang)的(de)跳變(bian))。

上電(dian)時要注意(yi)管子的上電(dian)順序(GaN功放管先柵極再漏極,斷電順序則相反(fan);LDMOS功放管無特殊要求ไ),并(bing)且上電時輸出端(duan)與(yu)輸入端(duan)要連接儀器或(huo)者(zhe)匹配負載。

STEP 3 小信號測量

對矢網進行校準后,將功放輸入端接矢網port 1,輸(shu)出端接(jie)(jie)衰(shu𒐪ai)減器(qi)后再接(jie)(jie)入(r🌸u)port 2(設(she)置衰減器補償),給功放加電,觀察S11S21是(shi)否滿足設計(ji)需求,一般功放(fang)要求S11在工作(zuo)頻段內低于-10dB,由于(yu)矢網可以顯(xian)示出Smith圓圖,因此可以通(tong)過理論計算與(yu)實際調試,使(shi)功放輸入駐波達到要求。S21約為設計增益值(zhi),且保๊證(zheng)帶(dai)(dai)內(nei)較為平坦,一般(ban)要求增益的(de)最高點落在(zai)工(gong)作頻帶(dai)(dai)中間的(de)范圍。再看S21時一(yi)定(ding)要(yao)將顯示頻(pin)率范圍盡可能打寬,若S21曲線(xian)有異常的(de)尖(jian)峰,則可能引(yin)起功(gong)放自激(ji)。在此ꦿ過程中(zhong)需對電路進行微調(貼(tie)銅(tong)箔、割(ge𓄧)補微帶、替換元件值等),直至滿(man)足要求。

STEP 4 大信(xin)號測量

功放(fang)輸ꦦ出(chu)端(duan)接(jie)衰減(jian)器后接(jie)入𝓰頻(pin)譜儀(yi),設(she)置正確補償值(zhi)(只補償功放(fang)后端(duan)的(de)線衰和衰減(jian)器的(de)衰減(jian))。

將信(xin)號(hao)源初(chu)始輸入功率設為(wei)很小(xiao)的值(zhi)(-20dBm左右),逐漸(jian)增大,觀察輸出功率增大情況以及電流增大情況,直至(zhi)飽和點(一般為1dB壓縮點)。觀察頻(pin)譜(pu)⛦儀(yi),記(ji)錄各次頻(pin)譜(pu)及漏極電流,收集數(shu)據,ꦡ計算飽和輸(shu)出功率、增益、諧(xie)波和效率等指標(biao)。

STEP 5 線(xian)性度測量

信號源給出調(diao)試信號,頻譜儀(yi)調(diao)整(zheng)至IQ星座(zuo)圖分析ও模式,根據(ju)相關指標(biao)觀察功放的(de)線性度指標(biao)。

若(ruo)線(xian꧑)性度指標不足,盡量調整匹(pi)配電容,同時結𝄹合調整功放的靜(jing)態電流。

STEP 6 多塊板一致性驗證

裝配相同(tong)的板(ban)子,確(que)保PCB板參數一致(zhi)的情況下性能(neng)也能(neng)保持一致(zhi)

STEP 7 高(gao)低溫試驗

對(dui)功放板(ban)(ban)單板(ban)(ban)進行(xing)高(gao)低溫(wen)試(shi)驗(yan)。主要(yao)觀(guan)察其(qi)在(zai)高(gao)低溫(wen)的情況下會不(bu)會出(chu)(chu)現工作性能的惡化(hua),以及會不(bu)會出(chu)(chu)現自(zi)激等故障ꦦ的現象(xiang)。

當高(gao)低溫(wen)試(shi)驗(yan)中,功放(fang)性能變化較大時,需(xu)要對(dui)溫(wen)度補償電路進(jin)行(xing)調整;對(dui)于高(gao)低溫(wen)試(shi)驗(yan)中的故(gu)障現象(xi𝔍ang),盡可能在常(🐻chang)溫(wen)環境中復現然后進(jin)行(xing)解決。

補充(chong):

1、除(chu)了常(chang)規指標(biao),對于(yu)功放(fang)單板來說(shuo)還(huan)有必要去測量其開短路保護性(xing)能、溫(wen)度補償與過(guo)溫(wen)保護性(xing)能、連(lian)續發射能ꦺ力、失配負載狀態下功率輸出(chu)能力等指標(biao)

2、電容調(diao)꧙試(shi)棒調(diao)試(shi)、射頻電纜點測(ce)法(fa)等(deng)等(deng)會(hui)更好地有助于提(ti)高定位問題和調(diao)試(shi)的(de)效率,平常(chang)需要(yao)準(zhun)備些響應的(de)材料

3、功放單板調試完并不能代表高枕無憂,加到整機系統中聯調后,可能也會(hui)出(chu)現諸如瞬態響應等問題,此時需要具體問題具體分(🎶fen)析。

 

調試(shi)過程中常見問題

問題1:漏極無電流(liu)

解決方法:

1、檢查電源線(xian)連接;

2、饋電電路焊(han)接問(wen)題;

3、濾波(bo)問題(ti);

4、是否因(yin)為(wei)操(cao)作不當,已經導致功放(fang)管損(sun)壞。

問(wen)題(ti)2:漏極(ji)電流(liu)過大

解決方法:

1、電路是否穩定;

2、檢查是否存(cun)在短路(注意錫渣);

3、板(ban)子是否遭到(dao)破(po)壞(huai);

4、是(shi)否因(yin)為(wei)操作(zuo)不當,已經(jing)導致功放管損壞。

問題3S參數不理想(xiang)

解決方法:

1、由(you)于兩(liang)路不完全平衡,進(jin)行相位補償(chang)。可以(yi)采用(yong)調(diao)(diao)試電(dian)容(rong)棒,在(zai)兩(liang)路分(fen)別進(jin)行調(diao)(diao)測(ce)。電(dian)容(rong)棒本身具有(you)兩(liang)腳,并且和電(dian)路接(jie)觸面積與實(shi)際電(dian)容(rong)的(de)接(jie)觸面積不同等原因,會存(cun)在(zai)一定(ding)容(rong)值(zhi)(zhi)(zhi)偏差所以(yi)實(shi)際焊接(jie)時使(s🅠hi)用(yong)調(diao)(diao)試值(zhi)(zhi)(zhi)附(fu)近的(de)容(rong)值(zhi)(zhi)(zhi)進(jin)行微調(diao)(diao);

2、匹配不夠,由于功(gong)放(fang)管最佳輸入輸出阻(zu)抗ও帶有虛部(꧅bu),而巴倫結構只能(neng)變換實部(bu),故需要進行一定的虛部(bu)的抵消(xiao)。

問題4:效率(lv)低

解決方法(fa):

1、小信號重新調試

2、注意(yi)散熱(re)是否(fou)可靠,若散熱(re)不(bu)夠ജ不(bu🔯)能長時間(jian)連續進行大功率信(xin)號發(fa)射(she)。

問(wen)題5:功(gong)放自激

解決(jue)方法:

1、接♔(jie)地不良好(hao),可以采取增加(jia)接(jie)地面積或(huo)與外殼之間(jian)的(de)連接(jie);

2、供給(gei)的(de)直流電(dian)源濾波不夠,造成(cheng)了🐈其(qi)不夠干凈(jing),此時(shi)需要再增加♈濾波措施;

3、射頻信號耦(ou)合到(dao)了直流(liu)電壓上(shang),可以(yi)在低頻線上(shang)套磁環(huan),低頻線和射頻線盡量(liang)遠離或(huo)改變ꦅ(bian)它們的走向;

4、各個放大器之𓂃間(jian)(jian)在(zai)某些(xie)頻率點上失配嚴(yan)重,導(dao)致了(le)射頻信號的來回反射,這種情況就(jiu)需要對電路進行重新(xin)調整或適當增加匹配之間(jian)(jian)的隔離。

5、散熱(re)不良,隨著溫度的(de)升高,功放管的(de)內部(bu)性(xing)🍨能變差造成(cheng)不穩定(ding)。這種情況需🌜要加強(qiang)散熱(re)

6、寄生(sheng)參數原因造成的功放自激,比如蓋上整機外殼之后因為引(yin)入(ru)寄生(sheng)參數導致(zhi)的自激。這(zhe)種情(qin⛎g)況需要重新考慮輸入(ru)輸出(chu)電(dian)路的形式,避ღ(bi)免(mian)在(zai)引(yin)入(ru)寄生(sheng)參數以(yi)后特性(xing)發生(sheng)嚴重變形

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