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  • 射頻功率放大器調(diào)試步驟介紹
    • 發(fā)布時間:2023-05-18 22:14:06
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    射頻功率放大器調(diào)試步驟介紹
    射頻功放調(diào)試的步驟一般是由以下幾步構(gòu)成:
    射頻 功放 調(diào)試
    STEP 1 確定芯片是否損壞
    這一步主要是確定板子和管子的基本狀態(tài)是否正常,首先利用萬用表測量一下功放柵極對地、漏極對地的電阻是否正常,確定管子是否損壞;再檢查一下電路板的狀態(tài),有無虛焊,短路,裝配功放管時接地是否做到最好等等。
    STEP 2 上電測量
    上電,測量漏極電壓與柵極電壓是否加上,調(diào)整漏極電壓與柵極電壓的值,觀察靜態(tài)電流是否正常(有沒有過大或者過小或者出現(xiàn)異常的跳變)。
    上電時要注意管子的上電順序(GaN功放管先柵極再漏極,斷電順序則相反;LDMOS功放管無特殊要求),并且上電時輸出端與輸入端要連接儀器或者匹配負載。
    STEP 3 小信號測量
    對矢網(wǎng)進行校準后,將功放輸入端接矢網(wǎng)port 1,輸出端接衰減器后再接入port 2(設(shè)置衰減器補償),給功放加電,觀察S11和S21是否滿足設(shè)計需求,一般功放要求S11在工作頻段內(nèi)低于-10dB,由于矢網(wǎng)可以顯示出Smith圓圖,因此可以通過理論計算與實際調(diào)試,使功放輸入駐波達到要求。
    S21約為設(shè)計增益值,且保證帶內(nèi)較為平坦,一般要求增益的最高點落在工作頻帶中間的范圍。再看S21時一定要將顯示頻率范圍盡可能打?qū)?,若S21曲線有異常的尖峰,則可能引起功放自激。在此過程中需對電路進行微調(diào)(貼銅箔、割補微帶、替換元件值等),直至滿足要求。
    STEP 4 大信號測量
    功放輸出端接衰減器后接入頻譜儀,設(shè)置正確補償值(只補償功放后端的線衰和衰減器的衰減)。
    將信號源初始輸入功率設(shè)為很小的值(-20dBm左右),逐漸增大,觀察輸出功率增大情況以及電流增大情況,直至飽和點(一般為1dB壓縮點)。觀察頻譜儀,記錄各次頻譜及漏極電流,收集數(shù)據(jù),計算飽和輸出功率、增益、諧波和效率等指標。
    STEP 5 線性度測量
    信號源給出調(diào)試信號,頻譜儀調(diào)整至IQ星座圖分析模式,根據(jù)相關(guān)指標觀察功放的線性度指標。
    若線性度指標不足,盡量調(diào)整匹配電容,同時結(jié)合調(diào)整功放的靜態(tài)電流。
    STEP 6 多塊板一致性驗證
    裝配相同的板子,確保PCB板參數(shù)一致的情況下性能也能保持一致
    STEP 7 高低溫試驗
    對功放板單板進行高低溫試驗。主要觀察其在高低溫的情況下會不會出現(xiàn)工作性能的惡化,以及會不會出現(xiàn)自激等故障的現(xiàn)象。
    當高低溫試驗中,功放性能變化較大時,需要對溫度補償電路進行調(diào)整;對于高低溫試驗中的故障現(xiàn)象,盡可能在常溫環(huán)境中復(fù)現(xiàn)然后進行解決。
    補充:
    1、除了常規(guī)指標,對于功放單板來說還有必要去測量其開短路保護性能、溫度補償與過溫保護性能、連續(xù)發(fā)射能力、失配負載狀態(tài)下功率輸出能力等指標
    2、電容調(diào)試棒調(diào)試、射頻電纜點測法等等會更好地有助于提高定位問題和調(diào)試的效率,平常需要準備些響應(yīng)的材料
    3、功放單板調(diào)試完并不能代表高枕無憂,加到整機系統(tǒng)中聯(lián)調(diào)后,可能也會出現(xiàn)諸如瞬態(tài)響應(yīng)等問題,此時需要具體問題具體分析。
    調(diào)試過程中常見問題
    問題1:漏極無電流
    解決方法:
    1、檢查電源線連接;
    2、饋電電路焊接問題;
    3、濾波問題;
    4、是否因為操作不當,已經(jīng)導(dǎo)致功放管損壞。
    問題2:漏極電流過大
    解決方法:
    1、電路是否穩(wěn)定;
    2、檢查是否存在短路(注意錫渣);
    3、板子是否遭到破壞;
    4、是否因為操作不當,已經(jīng)導(dǎo)致功放管損壞。
    問題3:S參數(shù)不理想
    解決方法:
    1、由于兩路不完全平衡,進行相位補償??梢圆捎谜{(diào)試電容棒,在兩路分別進行調(diào)測。電容棒本身具有兩腳,并且和電路接觸面積與實際電容的接觸面積不同等原因,會存在一定容值偏差所以實際焊接時使用調(diào)試值附近的容值進行微調(diào);
    2、匹配不夠,由于功放管最佳輸入輸出阻抗帶有虛部,而巴倫結(jié)構(gòu)只能變換實部,故需要進行一定的虛部的抵消。
    問題4:效率低
    解決方法:
    1、小信號重新調(diào)試
    2、注意散熱是否可靠,若散熱不夠不能長時間連續(xù)進行大功率信號發(fā)射。
    問題5:功放自激
    解決方法:
    1、接地不良好,可以采取增加接地面積或與外殼之間的連接;
    2、供給的直流電源濾波不夠,造成了其不夠干凈,此時需要再增加濾波措施;
    3、射頻信號耦合到了直流電壓上,可以在低頻線上套磁環(huán),低頻線和射頻線盡量遠離或改變它們的走向;
    4、各個放大器之間在某些頻率點上失配嚴重,導(dǎo)致了射頻信號的來回反射,這種情況就需要對電路進行重新調(diào)整或適當增加匹配之間的隔離。
    5、散熱不良,隨著溫度的升高,功放管的內(nèi)部性能變差造成不穩(wěn)定。這種情況需要加強散熱
    6、寄生參數(shù)原因造成的功放自激,比如蓋上整機外殼之后因為引入寄生參數(shù)導(dǎo)致的自激。這種情況需要重新考慮輸入輸出電路的形式,避免在引入寄生參數(shù)以后特性發(fā)生嚴重變形
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