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[原创] GaAs pHEMT loadpull测试分享及讨论

[原创] GaAs pHEMT loadpull测试分享及讨论

loadpull测试分享
     loadpull测试算是比较小众的市场,可是又非常必要,对IC设计公司来说这些数据非常有用。目的为了得出器件最佳输出阻抗、最大输出功率、最佳PAE等参数

步骤:
      1、校准PNA到tuner的连接头
      2、初始化tuner,校准到probe针头,目的提取两个tuner及中间连接头的s参数,用于去嵌。
      3、tuner阻抗点确认,就是扫描tuner各个位置的阻抗,用于后续测试时阻抗的选择
      4、接收机校准&功率校准,标定接收机的功率,用于测试时各个波值的确定,便于计算。

讨论:
      耦合器为什么要放在tuner与probe之间,测试才比较准。
按原理不是应该放在tuner外面,这个问题之前法国老外提了,有谁知道原因的,帮忙告知下。

后续会上次测试图片
笑傲江湖!

沙发
笑傲江湖!

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楼主这个问题是个好问题。
明确下讨论的主题:Load-Pull系统中耦合器的位置对测试精度的影响
分开来看:
一、耦合器位于DUT和Tuner级连的后面
a, 网络分析仪外接双定向耦合器其实和使用内置的耦合器的作用是类似的,不同的是我们可以选择不同耦合度或在耦合端外接衰减器从而允许系统测量更大的功率。
b, 如果耦合器后面接的是一根线缆,或是其他连接器,如果它的状态是绝对稳定、不变的(性能不随通过信号功率大小改变),在这种情况下网分校准到DUT端面后,如果校准是没问题的,测试时读取AB波信息精度上也是没有问题的。
c, 但在Load-Pull测试过程中,tuner呈现的S参数是根据用户的设置在不断调整的。这时候如果我们想知道精准的阻抗点信息,网分根据读取到的AB波信息,根据tuner的校准文件来去嵌到DUT端面。这种情况下测试精度受到网分校准精度和tuner精度的影响。
d, 假设网分校准是没问题的。那么测试的精准度主要依赖于tuner的精度,可以分两个方面来看,
(1)恢复阻抗点的能力,也即重复性
        一般Maury和Foucs承诺的tuner repeatability都至少在-40dB以下,这些点是一般是在tuner处于水
        平时的校准位置测试的,如果测试的阻抗点密集的话需要tuner进行阻抗点的内插,这时候性能可能会  
        差于-40dB.
(2)tuner在大小功率下阻抗点的波动
        tuner的校准一般在脉冲小功率情况下完成的,实际测试过程中可能会遇到连续被、大功率测试,一般  
        选择功率容量较大的tuner可以尽量减小大小功率校准的差异。

二、耦合器位于DUT和Tuner之间
耦合器位于DUT和tuner之间,校准端面直接是DUT端面,网分直接读取DUT的AB波信息,不存在tuner去嵌问题。精度最好。

三、Tuner的重复性
tuner的重复性主要取决于机械结构和算法。
典型的tuner结构分为两种非接触式(Maury)和接触式(Focus).
a, 所谓非接触式意思是tuner内部引入阻抗失配的探头和Ground\Wall之间是非接触的,优缺点:
(1)较高的功率容量
       tuner内导体和探头、探头和地之间有两层空气隔离, 目前已有测试500W CW的成功案例。
(2)较好的重复性
       探头和Ground\Wall之间不接触,长时间使用探头无磨损、重复性好
(3)高VSWR匹配范围
        探头不直接接触地允许探头可以无限靠近内导体,从而引入高VSWR匹配。
(4)带宽相对不宽
       理想接地的带宽最宽,非接触式的probe和Ground形成的电容决定了接地带宽
(5)加工难度大,非接触式需要ground和探头之间高度对称,加工、工艺要求高。
b, 所谓接触式意思是tuner内部引入阻抗失配的探头和Ground\Wall之间是接触的,优缺点:
(1)宽带
       探头直接接地,性能接近理想接地,接地带宽宽。
(2)高VSWR匹配范围
       探头直接接地,探头和内导体形成容性效应强烈
(3)加工难度低,研制速度快
       tuner探头直接接地,不需其他调整调试过程
(4)功率容量小
        探头直接接地导致大功率通过内导体时,在高VSWR场景,即探头靠近内导体时,射频高电势非常容易
        和探头(也即地)发生打火现象,探头容易损坏。
(5)重复性差
        探头直接和地接触,一段时间时间或是频繁使用后调谐,探头在slab-line的两侧地移动时留下划痕,导致探头接地松动、接地不均匀,系统精度随时间慢慢恶化
      
最近在研究loadpull, 附上一个tuner的数据手册, 个人看法,欢迎大家一起讨论。
4T-050G07 - Simplified Chinese.pdf (12.17 MB)

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