创建“智能”低噪声放大器

通过 S 参数和 R&S®FSW-K544 补偿外部组件

创建“智能”低噪声放大器

您的任务

在多种应用中,自定义组件连接至测量仪器(如信号分析仪),以确保仪器适用于特定测量任务。典型组件示例包括电缆(长电缆以连接远距离被测设备)、滤波器(阻塞限制测量灵敏度的强信号分量)以及用于提高测量设备灵敏度的低噪声放大器 (LNA)。大多数组件内置于高级信号与频谱分析仪,也可以作为硬件选件进行订购和集成(例如 LNA,也称为前置放大器)。

但是,使用集成式组件始终需要进行权衡。例如,使用 LNA 时必须权衡带宽、增益、噪声系数和匹配。显然,这种权衡无法适用于特定应用。因此,要测量高级放大器的噪声系数,需要使用附加 LNA 增加仪器的灵敏度。与内置 LNA 不同,这可能需要非常高的增益和完美匹配,但仅用于极小的频率范围,例如从 1.5 GHz2 GHz;而内置组件通常会涵盖仪器的整个频率范围,例如从 2 Hz67 GHz,甚至更高。

包含用于特定应用的附加 LNA 的噪声系数测量装置
包含用于特定应用的附加 LNA 的噪声系数测量装置

罗德与施瓦茨解决方案

罗德与施瓦茨建议查找适用于应用的外部组件,并将其添加到测量装置中。在测量中使用附加组件时,必须保证测量结果是对被测设备进行特征校准,而非该组件。因此,如何补偿这种外部组件的增益和频率响应影响?

R&S®FSW 信号与频谱分析仪以及多种其他罗德与施瓦茨仪器和软件包(例如 R&S®VSE 矢量信号分析软件)提供用户自定义频率响应校正(R&S®FSW 的 R&S®FSW-K544 选件)。该选件使用滤波器补偿任何既定频率响应,包括恒定增益或损耗。

以外部 LNA 为例,使用矢量网络分析仪测量 LNA 的 S 参数,确保该设备在其线性范围内操作,并将数据导出至 Touchstone 文件。将 Touchstone 文件(如 s2p 格式)导入 R&S®FSW-K544 选件,并进行校正。测量结果将显示在 R&S®FSW 上,外部 LNA 组件像是集成到 R&S®FSW 一样。

这甚至适用于菊花式链接的组件。如有需要,R&S®FSW-K544 软件选件将组合

多个组件甚至仪器和被测设备的输入/输出匹配的 S 参数矩阵。要将 LNA 或组件集成到测量装置,并充分补偿频率响应,请执行以下操作:

第 1 步:测量 VNA 上的组件,并导出包含双端口 S 参数的 Touchstone 文件。

第 2 步:将 Touchstone 文件导入 R&S®FSW-K544,然后激活用户自定义频率响应校正。

第 3 步:使用任意 R&S®FSW 测量应用测量被测设备,且组件得到充分补偿。

通过用户自定义频率响应校正,只需提供组件的 S 参数,即可实现所有组件的“智能”操作。

附加 LNA 特征校准与补偿
附加 LNA 特征校准与补偿
测量结果
测量结果