[发明专利]一种精确表征功率晶体管匹配特性的方法

权利要求书

1.一种精确表征功率晶体管匹配特性的方法，其特征在于通过控制测试仪器内部两个信号源的相对相位，将测试仪器内置的两个信号源，一个作为参考源，另一个作为被控源；在对被测晶体管进行测试时，参考源输出的A1信号是驱动被测功率晶体管工作的大信号，被控源输出的A2小信号作为反向入射波加到被测功率晶体管的输出端口；在一个固定频率点时，保持A2信号的幅度不变，对它的相位进行旋转，被测功率晶体管正向输出波B2的响应也会随着变化，这样就相当于给被测功率晶体管输出端口提供了稳定可控的阻抗值；实现被测晶体管输入/输出端阻抗在整个阻抗圆图内的连续变化，从而得出功率晶体管的最佳匹配状态，测量出被测功率晶体管在不同阻抗条件下的包括增益、输出功率在内的主要性能指标；同时还采用多阶环路来提高整个频带的带宽，提高整个输出频段的功率平坦度。

2.根据权利要求1所述的精确表征功率晶体管匹配特性的方法，其特征在于采用矢量调制器实现测试仪器两个信号源之间的相位控制，根据矢量调制器工作频率选择低、中、高三个频率点，设置调制输出信号为双边带调制信号，利用频谱仪监测射频输出功率以及载波泄露信号的功率，在保证射频输出功率和载波泄漏的前提下，尽量降低基带驱动电平；具体包括：

载波抑制校准步骤，在多个频率点上，通过软件设计两个校准参数，分别为I载波抑制校准参数和Q载波抑制校准参数，然后设置通道的ALC工作在开环状态，用频谱仪或矢网检测通道的射频输出功率，分别调整I和Q载波抑制校准参数，使得通道的射频输出功率变小；

正交支路幅度不平衡补偿步骤，在补偿时，根据矢量调制器调制线性的要求设置合适的IQ信号的最大驱动电压值，在最大驱动电压值的基础上分别设置IQ正负电压的最大值，在0°、90°、270°、360°四个点设置四个校准参数，调整这4个校准参数值，在ALC开环情况下用矢网测量通道的输出增益，调整设置的四个参数使对应的四种相位状态下的输出功率相等；正交相位误差修正步骤，采用矢量信号合成原理对正交相位误差进行修正，理想正交分量为I、Q，实际分量为I₀、Q₀，合成矢量为E；由于存在正交相位误差，实际上I和Q的夹角θ不是90°，I和Q分别被修正为I₀和Q₀，保证实际合成矢量E和理想情况下是相等的；

通过计算分析，得到实际分量和理想分量之间的修正公式如下：

I₀＝I-Q×ctgθ

Q₀＝Q/sinθ

在具体操作上，首先用矢网测量出设置正交时的θ值，假设I为1、Q为0，用矢网测量出通道输出信号的相位，然后假设I为0、Q为1，再测量出通道输出信号的相位，二者的差即为正交相位θ，通过上述公式就可以计算出补偿后的IQ信号的值；

矢量调制器的非线性修正步骤，一是降低基带信号的幅度，使调制器处于良好的线性工作区；二是通过调整基带驱动电压的增益对调制器的非线性进行补偿；

通过以上补偿和修正，去除测试仪器两信号源相位差之间的非理想特性，使得两信号源之间的相位差精度更高。

3.根据权利要求1或2所述的精确表征功率晶体管匹配特性的方法，其特征在于：对于非50欧姆的功率晶体管，通过软件设计和校准，保证加到功率晶体管上的信号幅度和相位是精确可控的；同时使用一台测试仪器和相应的校准件和校准方法，即可完成其特性参数的测试。