Точное измерение параметров нелинейных устройств

Обзор

На фоне стремительного развития высокоскоростной беспроводной связи, инженеры и ученые столкнулись с проблемами исследования и проектирования компонентов и систем, которые передают речь, видео, IP­данные и другую информацию с высокой скоростью, обеспечивая при этом компактность и энергоэффективность конструкции. Это потребовало применения полупроводниковых приборов в режимах, близких к предельным, и как правило в нелинейной области. Работа устройств в нелинейной области может вызвать серьезные проблемы в системах связи, создавая помехи для передачи информации и сужая эффективную ширину канала. Нелинейное поведение устройств требует применения новых методов измерения, далеко выходящих за пределы используемых сегодня линейных S­параметров, которые не позволяют создавать достоверные модели и точно моделировать проектируемые изделия.

Проблема

Цель ученых и инженеров, работающих сегодня в области связи, четко определена: эффективно и точно моделировать и проектировать активные компоненты и устройства (например, усилители или умножители частоты). Для достижения этой цели требуется точное измерение линейных и нелинейных характеристик, а также необходима точная и предсказуемая среда моделирования, способная работать с моделями, построенными на основе этих характеристик. Ранее не существовало комплексных решений, сочетающих измерения, создание моделей и моделирование, для полностью нелинейных компонентов и систем. Инженеры полагались на ограниченные модели, полученные на основе S­параметров, и были вынуждены выполнять объемные и дорогостоящие эмпирические итерации в ходе проектирования, существенно увеличивая сроки и стоимость процесса разработки. Теперь новая методика проектирования может сделать разработку активных устройств и компонентов детерминированной. За счет моделирования и проектирования устройств с существенно меньшим числом итераций, эта методика значительно ускоряет продвижение изделий на рынок, одновременно обеспечивая повышенную точность, а следовательно, лучшие технические характеристики.

Решение

Новая методика проектирования компании Agilent Technologies, которая использует X­параметры, модели устройств на основе X­-параметров и нелинейные измерения с помощью векторных анализаторов цепей, позволяет выполнять быстрое и точное измерение параметров и проектирование активных устройств и компонентов. X-­параметры представляют собой математически точное расширение S­параметров, применимое к нелинейным (и линейным) компонентам в режиме больших и малых сигналов. X-­параметры позволяют выполнять измерение и иерархическое проектирование схем, включающих несколько нелинейных компонентов (например, многокаскадных усилителей и многокристальных модулей) и ВЧ систем (например, усилителей и смесителей), которые широко применяются в коммуникационных приложениях. Измеряя X­параметры, инженеры и ученые могут точно охарактеризовать и проанализировать нелинейное поведение устройств. 

Решение на базе нелинейного векторного анализатора цепей Agilent PNA­X позволяет быстро и точно измерить X-­параметры. Затем эта информация используется для создания моделей на основе X­-параметров, которые можно импортировать в САПР ADS компании Agilent. После импорта эти модели используются для моделирования реального поведения линейных и нелинейных компонентов. Нелинейный векторный анализатор цепей вместе с САПР ADS образуют автоматизированную контрольно­измерительную и моделирующую систему для проектирования нелинейных компонентов без лишних итераций. 

X-­параметры, САПР ADS и анализатор PNAX можно использовать для реконструкции сигналов во временной области, оптимизации характеристик (коэффициента мощности соседнего канала, амплитуды вектора ошибки и КПД добавленной мощности), проектирования многокаскадных устройств и систем с учетом разных условий межкаскадного согласования и для оптимизации характеристик нелинейных систем. Предлагая быстрый, точный и эффективный метод проектирования активных компонентов, это решение полностью исключает потребность в S­параметрах со всеми их ограничениями или в дорогостоящих и трудоемких итерациях в ходе проектирования. Сэкономленное время можно выгодно потратить на совершенствование и повышение конкурентоспособности разрабатываемых изделий.

СКАЧАТЬ ПРОДОЛЖЕНИЕ СТАТЬ

Возврат к списку