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放大器的測試指標(biāo)可以分為兩類：線性指標(biāo)測試和非線性指標(biāo)測試。線性指標(biāo)的測試基于S 參數(shù)的測量，采用常規(guī)矢量網(wǎng)絡(luò)分析議來完成。對(duì)于非線性指標(biāo)的測試，傳統(tǒng)測試方案采用頻譜儀加信號(hào)源方法，但這種方案有很多缺點(diǎn)如無法實(shí)現(xiàn)同步掃頻、掃功率測試，不能進(jìn)行相位測量如幅度相位轉(zhuǎn)化(AM/PM)測量。R&S ZVB采用創(chuàng)新的硬件結(jié)構(gòu)，其輸出功率很高、功率掃描范圍寬，因而無需另外單獨(dú)使用前置放大器，一次掃描即可確定放大器功率壓縮特性。ZVB采用了強(qiáng)大的自動(dòng)電平控制設(shè)計(jì)以及高選擇性、高靈敏性的接收機(jī)，因而可在較寬的動(dòng)態(tài)范圍下進(jìn)行放大器的諧波測試而無需使用外部濾波器。
端口匹配特性測量
端口匹配特性主要測試端口的S11與S22參數(shù)。如端口1的S11參數(shù)等于反射信號(hào)b1與入射信號(hào)a1之比：
S11參數(shù)也可稱為輸入反射因子。S11為復(fù)數(shù)，工程上通常用回波損耗(RL)和駐波比(VSWR)來表達(dá)端口的匹配程度。S11與這兩個(gè)參數(shù)的關(guān)系如下：
以上兩個(gè)參數(shù)與S11的換算由ZVB自動(dòng)完成，用戶只需要在[Format] 菜單中選擇[dB Mag]->回波損耗，[SWR]->駐波比，就可以顯示相應(yīng)的測試曲線。ZVB提供軌跡統(tǒng)計(jì)功能[Trace Statistics]，可自動(dòng)顯示軌跡的最大值、最小值和峰-峰值，并且可以通過設(shè)置 [Eval Range]，來調(diào)整統(tǒng)計(jì)頻率范圍。該功能對(duì)帶限器件(如濾波器)的帶內(nèi)指標(biāo)測試非常有用。
圖1 回波損耗測試和軌跡統(tǒng)計(jì)結(jié)果
在電路設(shè)計(jì)的過程中，精確輸入阻抗信息對(duì)于設(shè)計(jì)人員更為重要。比如：在手機(jī)板設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要精確測試前端放大器的輸入、輸出阻抗，然后根據(jù)輸入、輸出阻抗信息來設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的匹配網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到手機(jī)的最大功率發(fā)射和最佳的整機(jī)靈敏度。輸入阻抗與S11的關(guān)系如下：
用戶通過選擇[Format] 鍵中的[Smith]菜單來顯示阻抗測試軌跡，通過設(shè)置Marker可以方便的測得每一頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入電抗和電阻。另外ZVB標(biāo)配的虛擬加嵌功能，能模擬在輸入、輸出端口加上虛擬的匹配網(wǎng)絡(luò)之后，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。該功能大大簡化了設(shè)計(jì)人員的工作量，無需實(shí)際的電路調(diào)整，就能預(yù)測調(diào)整后的DUT性能。用戶通過選擇[Mode]菜單中的[Virtual Transform]來激活該功能。
傳輸參數(shù)測量
除了端口匹配特性的測量，放大器前向放大和反向隔離特性也可分別由測試S21 和S12 得到。前向的傳輸參數(shù)S21 等于在端口2測得前向功率b2與端口1的激勵(lì)功率a1的比值：
而放大器的增益等于S21絕對(duì)幅度的對(duì)數(shù)值：
反向的傳輸參數(shù)S12 等于在端口1測得反向功率b1與端口2的激勵(lì)功率a2的比值：
而放大器的反向隔離度等于S12絕對(duì)幅度的對(duì)數(shù)值：
用戶只需分別設(shè)置S21和S12的 顯示格式為dB([format] -> [dB Mag])，放大器增益和隔離度即可同時(shí)顯示在ZVB上。
圖2 增益和反向隔離測試結(jié)果
