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微波放大器芯片二维增益压缩快速测试实验


  来源: 电科思仪 时间:2022-10-18 编辑:清风
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一、增益压缩基本概念


作为构成系统的核心器部件,放大器被广泛应用于雷达、卫星等通信系统以及其他各类射频和微波系统。放大器具有增益压缩特性,其正常工作时通常位于线性区域内,随着输入功率增加,放大器会趋于饱和,工作状态由线性区转变为非线性区,产生增益下降、谐波增大等现象。

1dB压缩点表示放大器增益比预期线性增益小1dB时对应的增益压缩点,P1dB,in是1dB压缩点的输入功率,P1dB,out是1dB压缩点的输出功率,如图1所示。


图1 放大器的增益压缩特性及1dB压缩点


二、增益压缩测量参数


测量参数包括线性区参数和增益压缩参数,详见表1。


表1 测量参数列表


三、测试系统组成


本测试系统属于9308A微波S参数及多功能参数在片测试系统,如图2所示,系统配置包括:

微波芯片在片测试主机(Ceyear 3674L矢量网络分析仪);

探针台等测试设备:Ceyear 88602AS 12英寸半自动探针台、微波探针座及探针臂、67GHz微波探针、SOLT在片校准片、芯片图像显微单元;

测试功能单元:4端口S参数测试、大动态S参数、增益压缩点测试、二维增益压缩失真测试、在片网络参数快速校准功能;

测试附件:程控电源、功率探头、偏置T、微波测试电缆、同轴连接器。


图2 微波芯片在片测试系统及结构框图


四、校准和测试


系统校准包含三个方面:第一是源输出功率,通常使用功率探头进行校准;第二是接收机功率,使用校准后的源功率进行校准;第三是系统的网络参数误差,根据被测芯片的工作频段,选择SOLT或TRL校准片进行在片校准。本系统设计良好的操作向导,测试时按照引导逐步进行。

在片测试工程师在测试时尤其需要注意以下三个问题:一是探针扎针稳妥可靠,保证系统的稳定和重复性,如图3所示;二是放大器的加电顺序,先给栅极加负压,后给漏极加电,防止烧坏被测器件;三是兼顾测试精度和速度,设置合适的中频带宽。


图3 显微镜下的扎针图像


五、测试结果和总结


系统可一次测试上述参数的所有曲线,本次将线性S参数(S11、S12、S21、S22)、增益压缩参数(压缩点输入功率、输出功率、增益、压缩量)8条参数轨迹同时显示,如图4所示。便于读取测量值,各条轨迹可单独设置合理的显示比例和参考值,并显示在界面的正上方。


系统根据被测件频率、功率、增益的测量结果生成三维视图显示,如图5所示,直观地反映被测件的增益压缩特性。


图4 系统测试结果


图5 测试结果的三维显示


由本实验可以看出,系统一次扎针,即可测量全部S参数和增益压缩参数,使用方便快捷,大大提升在片测试效率。


关键词:微波放大器芯片 增益压缩 测试实验    浏览量:2804

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