Was Sie über den Load-Pull-Test wissen sollten

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dataTec AG

bsw TestSystems & Consulting AG

Mobiltelefone, Funkgeräte und Transceiver testen

Weiterhin ist der Einsatz für die Validierung von Modellen möglich, wobei die simulierten Leistungsergebnisse mit den tatsächlichen Messdaten abgeglichen werden. Ebenso kann die Leistung eines angepassten Prüflings als Funktion der Fehlanpassung getestet werden. Hierbei wird die Leistungsverschlechterung in Abhängigkeit davon gemessen, wie stark die Anpassung von 50 Ohm abweicht. Somit lassen sich komplette Geräte wie Mobiltelefone, Funkgeräte und Transceiver testen.

Beim skalaren Load-Pull werden automatische Impedanztuner eingesetzt, um die Impedanz einzustellen, welche als Quelle und/oder Last für den Prüfling fungiert. Dabei dient ein skalares Leistungsmessgerät als zentrales Messinstrument. Die Leistung wird in Bezug auf die Referenzebene des Leistungssensors gemessen und dann mathematisch auf die Referenzebene des Prüflings umgerechnet. Dabei werden die passiven Verluste zwischen Leistungssensor und Prüfling berücksichtigt, einschließlich des Tuner-Verlusts, der sich in Abhängigkeit von der Impedanz und der Position der Messsonde ändert.

Beim Leistungssensor handelt es sich um ein Breitband-Gerät, das den gesamten Leistungsbereich, einschließlich der Grund- und der harmonischen Frequenzen, erfasst. Mit einem Spektrumanalysator oder alternativ Multiplexer mit mehreren Leistungssensoren lassen sich spezifische frequenzbezogene Leistungswerte messen.

Außerdem lässt sich die Leistung bei Intermodulationsfrequenzen messen, wenn Zweitonsignale eingesetzt werden. Abhängig von der Signalquelle und vom Spektrumanalysator sind unterschiedliche Signaltypen möglich: darunter CW = Continuous Wave, gepulstes CW, Einton-, Zweiton- und/oder modulierte Signale, sowie die zugehörigen Messparameter.

Wenn ein Vector-Receiver für das Load-Pull verwendet wird

Beim Vector-Receiver-Load-Pull kommen ebenfalls automatische Impedanztuner zum Einsatz. Allerdings wird anstelle eines skalaren Leistungsmessgeräts ein Vector-Receiver verwendet, meist ein Vector-Network-Analyzers, um die a- und b-Wellen von Vektoren, bezogen auf die Referenzebene des Prüflings, zu messen. Dazu wird der Receiver-Eingang mit Kopplern mit niedrigem Verlust verbunden, die sich zwischen Tuner und Prüfling befinden, und das System wird bezogen auf die Referenzebene des Prüflings kalibriert.

Für jede Frequenz werden a1, b1, a2 und b2 gemessen. Anhand der Vektoren können die verfügbare und die bereitgestellte Eingangsleistung, Ausgangsleistung, die Messumformer- und Leistungsverstärkung, der Wirkungsgrad und die echte zusätzliche Nutzleistung berechnet werden.

Da mit Bezug auf die Referenzebene des Prüflings kalibriert wurde, lassen sich die Großsignal-Eingangsimpedanz in Echtzeit und Fehlanpassung messen sowie Schwingungen überwachen (Gamma in > 1). Zusätzlich können die Tuner genauer berücksichtigt werden, indem die Impedanz am Prüfling gemessen wird. Vorteil: man muss sich nicht auf die vorkalibrierten Impedanzen und Verluste verlassen.

Da sich die Messungen auf die Prüflings-Referenzebene beziehen, sinkt die Gefahr für Messfehler. Einige VNAs unterstützen nichtlineare VNA-Messungen, einschließlich Laufzeit-Spannungs- und Stromwellenformen sowie Belastungskennlinien.

Wie sich passives Load-Pull umsetzen lässt

Passives Load-Pull lässt sich mit mechanischen Slide-Screw-Tunern umsetzen, wobei ein Teil des Signals zurück zum Ausgang des Prüflings reflektiert wird. Allerdings ist die Impedanz am Prüfling, die Gamma-Last, als Verhältnis zwischen dem reflektierten Signal a2 und dem weitergeleiteten Signal b2 definiert. Wenn durch die Einstellung der Messsonde am Tuner Größe und Phasenwinkel des reflektierten a2-Signals geändert werden, dann ändern sich Größe und Phasenwinkel der Impedanz am Prüfling.

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