一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生電壓信號；(2)輸入模塊a將接收到的函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的電壓信號，并將電壓信號轉(zhuǎn)換成微弱的電流信號，對應(yīng)計算公式為i(in)={v(in)／[R1／／(R2+R0)]*[R1／(R1+R2+R0)]}，其中R0是待測量模塊的跨阻增益；(3)待測量模塊b，對輸入模塊產(chǎn)生的電流信號進行處理并產(chǎn)生電壓信號，對應(yīng)計算公式為v(out)=R0*i(in)，其中R0是跨阻增益；(4)輸出模塊c處理輸出電壓信號，再接入數(shù)字示波器，其中示波器測得數(shù)值，可以作為v(out)的測量值，代入公式v(out)=R0*i(in)用于計算。本發(fā)明具有測試成本低、測試效率高與可實施性強的優(yōu)點。
【專利說明】—種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量方法，特別涉及一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工程師會采用微波射頻測量設(shè)備或光波分析儀去測量跨阻放大器的跨阻增益，但是由于射頻和微波測量系統(tǒng)中信號源一般提供的都是電壓信號，還沒有直接提供射頻電流的信號源，因此微波射頻測量設(shè)備無法直接測量跨阻放大器的跨阻增益。雖然用光波分析儀可以直接測量跨阻放大器的跨阻增益，但其具有價格昂貴且需要復(fù)雜的校準技術(shù)的明顯缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法，該測量方法采用了一個新的測試跨阻放大器的跨阻增益的技術(shù)思路，即在跨阻放大器的輸入端，做電壓信號到電流信號的調(diào)整。它打破了射頻和微波測量系統(tǒng)中信號源一般提供的都是電壓信號，還沒有直接提供射頻電流的信號源這一局限性。輸入模塊中電阻Rl、R2組成的電路結(jié)構(gòu)很重要:將他們設(shè)定到不同的比例，對應(yīng)可測量不同數(shù)量級的跨阻增益，若令電阻比例x=R2 / R1，要求R2的數(shù)量級為IOK級，150〈x〈500，測量數(shù)量級為K級、IOK級、100K的跨阻增益的測量誤差在千分之五誤差范圍。其中高阻R2還可以有效防止輸入端靜電擊穿、增大電流分流、減小不定因素。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0005](I)函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生電壓信號；
[0006](2)輸入模塊a將接收到的函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的電壓信號，并將電壓信號轉(zhuǎn)換成微弱的電流信號，對應(yīng)計算公式為i(in) = lv(in) / [R1 / / (R2+R0)]*[R1 /(R1+R2+R0)]}，其中，v(in)是函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的電壓信號，i (in)是輸入模塊a將電壓信號處理后得到的電流信號，RO是待測量模塊的跨阻增益，R1、R2是輸入部分電阻；
[0007](3)待測量模塊b對輸入模塊產(chǎn)生的電流信號進行處理并產(chǎn)生電壓信號。
[0008]對應(yīng)計算公式為v(out) =R0*i (in),其中v(out)是待測量模塊b輸出的電壓信號，RO是跨阻增益；
[0009](4)輸出模塊c處理待測量模塊b輸出的電壓信號,又輸出新的電壓信號,將c的輸出接入數(shù)字示波器測量，其中示波器測得電壓信號幅值，可以作為V(OUt)的測量值，代入公式V(OUt) =R0*i (in)用于計算。
[0010]進一步，輸入模塊a由C1、R1、R2組成，輸出微弱電流信號，其中R2在測量中有靜電釋放保護作用，數(shù)量級為IOK級，令電阻比例x=R2 / R1，其中150〈x〈500。
[0011]進一步，所述測量參數(shù)還包括封裝芯片的帶寬值和低頻截止頻率值。[0012]進一步，所述跨阻放大器的低頻截止頻率應(yīng)當小于200KHZ。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:具有測試成本低、測試效率高與可實施性強的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的測試電路原理圖；
[0015]圖2為本發(fā)明輸入模塊的具體電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明待測量模塊的具體電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明輸出模塊的具體電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:a是輸入模塊，b是待測量模塊，c是輸出模塊。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細地描述。
[0020]如圖1所不，框圖中a代表輸入模塊，b代表待測量模塊，c代表輸出模塊。信號發(fā)生器產(chǎn)生電壓信號由a處理后，輸入b部分處理，之后經(jīng)過c部分再處理后，輸出接入示波器，即可進行有效的測試。
[0021]信號發(fā)生器產(chǎn)生信號v(in)，經(jīng)過輸入部分a，轉(zhuǎn)換成微弱電流:經(jīng)IOnF的隔直電容Cl，再由R2、Rl、RO分流。上述微弱電流用參數(shù)i (in)表示，令電阻比例x=R2 / Rl,要求R2的數(shù)量級為IOK級，150〈x〈500，則對應(yīng)計算公式為i(in) = {v(in) / [Rl / /(R2+R0)]*[R1 / (R1+R2+R0)]}，其中 SMAl 是 SMA 接頭，VDD 表示接電源電壓(常用 3.3V)，GND表示接地。RO是跨阻增益。
[0022]b部分對應(yīng)待測量模塊部分。待測量模塊b部分的IN端子，接收到輸出部分a產(chǎn)生的微弱電流，進入待測量模塊b部分自身設(shè)計電路，處理產(chǎn)生待測電壓信號。TIA (跨阻放大器的英文簡稱)是一個電流輸入、電壓輸出的電路。其中，i (in)表不輸入部分轉(zhuǎn)換后的微弱電流。IN代表測量模塊的輸入端子，OUT代表測量模塊的輸出端子，V (out)表示待測量模塊的輸出電壓。GND代表接地，VDD代表接電源(常用3.3V)，C3是電源到地的耦合電容(常用IOnF)。
[0023]待測量模塊b產(chǎn)生的輸出電壓用參數(shù)V (out)表示，由輸出模塊c部分處理接入示波器。計算公式V (out) =RO*i (in);其中RO是跨阻增益，SMA2是SMA接頭，GND表示接地。
[0024]如圖2所示，信號發(fā)生器產(chǎn)生信號V (in)，經(jīng)過輸入部分a，轉(zhuǎn)換成微弱電流:經(jīng)IOnF的隔直電容Cl，再由R2、Rl、RO分流。上述微弱電流用參數(shù)i (in)表示，令電阻比例x=R2 / R1，要求R2的數(shù)量級為IOK級，150〈x〈500，則對應(yīng)計算公式為i(in) = {v(in) /[R1 / / (R2+R0)]*[R1 / (R1+R2+R0)]}，其中 SMAl 是 SMA 接頭，VDD 表示接電源電壓(常用3.3V)，GND表示接地。RO是跨阻增益。
[0025]如圖3所示，b部分對應(yīng)待測量模塊部分，即是測量方法的主體電路部分。待測量模塊b部分的IN端子，接收到輸出部分a產(chǎn)生的微弱電流，進入待測量模塊b部分自身設(shè)計電路，處理產(chǎn)生一個電壓信號V(OUt)。TIA是一個電流輸入、電壓輸出的電路。其中，i (in)表不輸入部分轉(zhuǎn)換后的微弱電流。IN代表測量模塊的輸入端子，OUT代表測量模塊的輸出端子，V (out)表示待測量模塊的輸出電壓,計算公式v(out)=R0*i (in)。GND代表接地,VDD代表接電源(常用3.3V)，C3=10nF，它是電源到地的耦合電容。[0026]如圖4所示，待測量模塊b產(chǎn)生的輸出電壓用參數(shù)用V (out)表示，由輸出模塊c部分處理后再接入示波器。其中示波器測得的電壓幅值可以作為V(OUt)的測量值代入計算公式v(out)=R0*i (in)用于計算，RO是跨阻增益，SMA2是SMA接頭，GND表示接地。
[0027]實施例:
[0028]以測試5GHz TIA為例，說明實驗室內(nèi)應(yīng)用本測量方法測試TIA的跨阻增益和封裝芯片后的帶寬。
[0029](I)測試跨阻放大器的跨阻增益:輸入幅度50mv的4MHZ方波信號。經(jīng)過a部分，轉(zhuǎn)換成微弱電流信號i輸入b部分(跨阻放大器主體電路)，最后由c部分處理輸出電壓信號并接入示波器，測得電壓信號V?？缱柙鲆鍭=V / i。
[0030](2)測試跨阻放大器封裝芯片的帶寬:輸入IOOmV的4MHZ方波信號。經(jīng)過a部分，轉(zhuǎn)換成電流小信號輸入b部分(跨阻放大器封裝芯片)，最后由c部分處理輸出電壓信號并接入示波器，測得電壓信號V0。按照以上步驟，僅自小到大按照一定規(guī)律增加輸入信號的頻率，并觀察示波器中電壓信號，當輸入一定頻率時，對應(yīng)輸出電壓信號約0.707*V0，將此時的輸入信號頻率表示為f3dB，它可以看做跨阻放大器的3dB帶寬。
[0031]盡管上面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下所做的添加、修改、省略、替換等變形，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生電壓信號； (2)輸入模塊a將接收到的函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的電壓信號，并將電壓信號轉(zhuǎn)換成微弱的電流信號，對應(yīng)計算公式為 i (in) = {v (in) / [R1 / / (R2+R0)]*[R1 / (R1+R2+R0) ]}，其中，v(in)是函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的電壓信號，i (in)是輸入模塊a將電壓信號處理后得到的電流信號，RO是待測量模塊的跨阻增益，R1、R2是輸入部分電阻； (3)待測量模塊b對輸入模塊產(chǎn)生的電流信號進行處理并產(chǎn)生電壓信號。對應(yīng)計算公式為v(Out)=R0*i(in)，其中V(OUt)是待測量模塊b輸出的電壓信號，RO是跨阻增益； (4)輸出模塊c處理待測量模塊b輸出的電壓信號,又輸出新的電壓信號,將c的輸出接入數(shù)字示波器測量，其中示波器測得電壓信號幅值，可以作為V(OUt)的測量值，代入公式 v(out)=R0*i (in)用于計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法，其特征在于:輸入模塊a由C1、R1、R2組成，輸出微弱電流信號，其中R2在測量中有靜電釋放保護作用，數(shù)量級為IOK級，令電阻比例x=R2 / R1，其中150〈x〈500。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法，其特征在于:所述測量參數(shù)還包括封裝芯片的帶寬值和低頻截止頻率值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量跨阻放大器的跨阻增益的方法，其特征在于:所述跨阻放大器的低頻截止頻率應(yīng)當小于200KHZ。
【文檔編號】H04B10/07GK103516425SQ201310439677
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】徐平, 王正義 申請人:蘇州火花云通訊科技有限公司