指定用于EMC測試的RF /微波功率放大器的介紹

      你能想象一個沒有電子設(shè)備的世界嗎？AR在其新的博客系列中詢問并回答了這個問題：“為EMC測試指定射頻/微波功率放大器?！北銛y式電子產(chǎn)品，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和自動駕駛汽車等技術(shù)的爆炸性增長帶來了充滿電磁的世界干擾。高效的EMC測試比以往任何時候都更加重要，并且依賴于高質(zhì)量的測試設(shè)備。您知道如何根據(jù)您的測試需求選擇合適的RF /微波功率放大器嗎？

介紹

      今天的電子產(chǎn)品，機器和電器已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的一部分。隨著無人機，移動互聯(lián)網(wǎng)，醫(yī)療設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和自動駕駛汽車等技術(shù)的最新發(fā)展，這一點最為明顯。這些技術(shù)用于軍事，航空，汽車和商業(yè)領(lǐng)域。結(jié)果是有害電磁干擾的可能性更高。這種干擾范圍從小的麻煩到完整的產(chǎn)品或系統(tǒng)故障。

      從歷史上看，電磁兼容性（EMC）測試的放大器選擇主要基于分散在EMC行業(yè)中的部落知識和信息。但是，選擇合適的EMC放大器是實現(xiàn)所需RF電平的重要步驟?？紤]因素眾多。本應(yīng)用筆記為EMC測試工程師或技術(shù)人員提供了做出正確決策所需的信息。

本選擇指南中涉及的領(lǐng)域包括：

1.常見的EMC測試標準
2.放大器規(guī)范定義
3.放大器的類型
4.功放配件
5.系統(tǒng)
6.提高測試效率和可靠性
7.其他考慮

摘要

應(yīng)該注意的是，質(zhì)量和支持與選擇放大器時的技術(shù)特征同等重要。停機時間通常意味著測試實驗室吞吐量減慢，從而影響實驗室的盈利能力和客戶計劃。

共同的EMC測試標準
      EMC可以定義為系統(tǒng)和設(shè)備在其預(yù)期環(huán)境中運行的能力，而不會遭受不可接受的降級或由于電磁頻譜干擾而導(dǎo)致意外降級。對系統(tǒng)的威脅可以是自然發(fā)生的，也可以是人為的，可以分為4種主要類型的測試：輻射免疫，輻射發(fā)射，傳導(dǎo)免疫和傳導(dǎo)發(fā)射。用于這些測試的限制和級別在各種標準中定義并由各種組織采用。產(chǎn)品必須滿足這些標準中規(guī)定的要求，因為公共安全以及其他方面依賴于產(chǎn)品按預(yù)期執(zhí)行。

      軍事，航空，汽車和消費者等部門常用的標準如下所示。本指南將提供識別這些標準的適當(dāng)放大器所需的放大器特性。在許多情況下，標準驅(qū)動放大器的選擇。此外，最終用戶通常具有獨特的要求。最終用戶考慮因素與行業(yè)標準同等重要。

輻射免疫
IEC 61000-4-3：商業(yè)
MIL-STD-461，RS103：軍事部件
MIL-STD-464：軍事系統(tǒng)
DO-160，第20節(jié)：航空

ISO 11451，ISO 11452-2：汽車

輻射排放
FCC第15部分
CISPR 11,22,25,32：商業(yè)
MIL-STD-461，RE102：軍事部件

DO-160，第21節(jié)：航空

射頻傳導(dǎo)抗擾度
IEC 61000-4-6：商業(yè)
MIL-STD-461，CS114：軍事部件
DO-160，第20節(jié)：航空

ISO 11452-4：汽車

進行排放
CISPR 11,22,25,32：商業(yè)
MIL-STD-461，CE101，CE102：軍事部件

DO-160，第21節(jié)：航空

放大器規(guī)格定義

適當(dāng)放大器選擇的基礎(chǔ)是了解關(guān)鍵放大器規(guī)范。雖然放大器具有廣泛的規(guī)格參數(shù)，但有一些關(guān)鍵參數(shù)需要牢記與EMC測試有關(guān)。這些參數(shù)及其與EMC測試的相關(guān)性如表1所示：放大器參數(shù)。

參數(shù)	定義	關(guān)聯(lián)
頻率響應(yīng)	瞬時工作頻段	放大器僅指定在此定義的頻帶內(nèi)工作。一些固態(tài)放大器將在頻帶外工作，功率顯著降低（圖1），而TWTA由于波導(dǎo)而具有更大的截止頻率（圖2）。
		圖1顯示了AR Model 500S1G6放大器的性能。該放大器工作在700 MHz至6 GHz頻率范圍內(nèi)。

圖1 ：固態(tài)放大器輸出功率頻率示例


圖2：TWTA輸出功率隨頻率的示例

額定輸出功率	AR的定義：放大器產(chǎn)生的功率為1.0 mW（0 dBm）輸入	對于沒有嚴格線性要求的應(yīng)用（MIL / DO /汽車），重要的額定功率。“額定”功率類似于（但不一定）“飽和”功率。
功率輸出@ 1 dB壓縮	放大器在1 dB壓縮點產(chǎn)生的功率	具有嚴格線性要求（IEC / EN）的應(yīng)用的重要額定功率?？梢哉J為是線性電源的頂端。P1dB后，放大器飽和度增加。
		圖3所示為AR Model 50U1000放大器的P1dB和P3dB電平示例。

圖3：AR 50U1000的P1dB和P3dB電平示例

參數(shù)	定義	關(guān)聯(lián)
諧波失真	放大器產(chǎn)生的諧波失真幅度	大多數(shù)AR放大器的電壓為-20 dBc @ P1dB，見圖4。許多測試規(guī)范要求至少-6 dBc。

圖4：放大器諧波示例

參數(shù)	定義	關(guān)聯(lián)
獲得	放大系數(shù)，也稱為增益，是模擬放大器提升信號強度的程度。擴增因子通常以功率表示。	許多放大器因素是放大器增益的結(jié)果，例如輸出功率，大小和操作該放大器所需的功率。
		使用S參數(shù)術(shù)語將增益稱為S21
平整度	平坦度指定放大器的增益在指定的頻率范圍內(nèi)可以變化的程度。	放大器增益平坦度的變化會導(dǎo)致通過放大器的信號失真。
效率	輸出功率與總功耗之比	盡管A類放大器本質(zhì)上效率低下，但設(shè)計技術(shù)可以提高放大器效率，AR的放大器比同等額定的其他放大器更小，輸入功率更低。
脈沖能力	脈沖寬度，脈沖率和占空比的限制	脈沖SSPA和TWTA產(chǎn)生的峰值功率高于CW功率，但是可以通過放大器傳輸多少RF。請參閱應(yīng)用筆記＃39D。
不匹配容忍	放大器能夠處理不匹配的負載，從而改變反射功率的變化量	在EMC應(yīng)用中，尤其是在較低頻率下，換能器（天線/鉗位等）與50歐姆的匹配非常差。場反射/駐波也可以產(chǎn)生顯著的反射功率。在測試期間，重要的是繼續(xù)提供正向功率以及保護放大器免受反射功率損壞。請參閱應(yīng)用筆記＃27A。
脈沖能力	脈沖寬度，脈沖率和占空比的限制	脈沖SSPA和TWTA產(chǎn)生高于CW的功率，但是可以通過放大器傳輸多少RF。