Pulsmesssysteme für Einzelpulse

Pulsmesssysteme für Einzelpulse

Ein Pulsmesssystem besteht aus folgenden Komponenten:

  • Pulsmodul zur Generierung des Spannungspulses für den Eingang des Test­bausteins (GATE-Puls).
  • Pulsmodul für den Ausgang (DRAIN-Puls).
  • PIV-Kontroller: beinhaltet einen Messrechner (PC) mit Windows-Betriebssystem auf dem die SW für die Pulsgenerierung und die Messdatenerfassung ausgeführt wird. Der Kontroller ist mit geschirmten Kabelsträngen mit den Pulsmodulen verbunden. In dem Kontroller befinden sich die Timing-Logikschaltung zur Erzeugung der Pulse und Teile der Messinstrumente. Mittels einer Steuerschnittstelle werden die vier benötigten Gleich­spannungs­kanäle der externen Spannungsversorgungen kontrolliert.
  • Oszilloskop (intern im PIV-Kontroller): zur zeitaufgelösten Messung von Spannungs- und Stromverläufen während des Pulses.
  • Externe Spannungsversorgungen für GATE-und DRAIN-Seite: es werden pro Seite zwei unabhängige Kanäle benötigt: ein Kanal für die Gleichstromversorgung und ein Kanal für die Puls-Spannung. In Summe daher vier Kanäle.
  • Externes Multimeter für Strommessung am DRAIN.

Modul

Maximale
Spannung

Maximaler
Pulsstrom

Maximaler
DC-Strom

Maximale Pulsleistung

Minimale
Pulsbreite

Max. Puls-
wiederhohlrate

Min. Flanken-dauer am
Ausgang

Konnektor

PHG20

+/-20V

100mA

100mA

2Watt

200ns

250kHz@20V

30ns

BNC-Female

PHG100

+/-100V

2A

100mA

40Watt

200ns

250kHz@20V

30ns

BNC-Female

PHD220-

2

220V

2A

0,85A

40Watt

200ns

20kHz@200V

80kHz@100V

30ns

BNC-Female

PHD220-

2_Spezial

+/-220V

+/-2A

+/-0,85A

40Watt

200ns

20kHz@200V

80kHz@100V

30ns

BNC-Female

PHD220-10

220V

10A

1,7A

200Watt

750ns

20kHz@200V

80kHz@100V

55ns

BNC-Female

PHD220-30

220V

30A

5A

1000Watt

1000ns

20kHz@200V

80kHz@100V

60ns

BNC-Female

PHD600-

5

600V

5A

1,0A

1000Watt

200ns

80kHz@200V

55ns

MHV-Female

PHD1200-10

1200V

10A

1,0A

5000Watt

1µs

1,4kHz@

1200V

84ns

SHV-Female

PHD1200-

100

1200V

100A

1,0A

5000Watt

1µs

1,4kHz@

1200V

84ns

SHV-Female

PHD2000-

10

2000V

10A

0,1A

5000Watt

4µs

1,0kHz@

2000V

84ns

SHV-Female

PHD2000-

100

2000V

100A

0,1A

5000Watt

4µs

1,0kHz@

2000V

84ns

SHV-Female

Tabelle 1: Eigenschaften der PIV-Module für Einfachpulse

In Tabelle 1 sind die Eigenschaften der verfügbaren Pulsmodule zusammengestellt. Dabei muss für den Eingang ein GATE-Module ausgesucht werden (Sachnummer beginnend mit „PHG“), für den Ausgang entsprechend ein DRAIN-Modul (Sachnummer beginnend mit „PHD“). Für Sonderfälle ist auch die Verwendung unterschiedlicher GATE-Module an Ein- und Ausgang möglich. Jedoch kann pro Messsystem nur ein DRAIN-Modul verwendet werden.

SW-Oberfläche für gepulste Strom-Spannungsmessungen

Die auf dem Messrechner des Testsystems integrierte Test-SW ermöglicht die Einstellung folgender Betriebsparameter:

  • Gleichspannung an GATE und DRAIN.
  • Pulsspannung an GATE und DRAIN.
  • Timing der voll synchronisierten GATE- und DRAIN-Pulse.
  • Auswahlzeitpunkte für die Messung von Strom und Spannung.
  • Vorgabe eines maximalen Stroms am DRAIN. Bei Überschreitung wird die Spannung eingeschränkt um den Testbaustein zu schützen.
  • Pulswiederholrate im möglichen Wertebereich.
  • Gleichstromkalibrierung mit Kalibrier-Widerständen.

Die folgenden Messreihen werden unterstützt:

  • Einzelmessungen: besonders wichtig um sich bei neuen Testbausteinen an die tpyischen Arbeitspunkte „heranzutasten“.
  • Gleichstrom- und Pulsmessung der I-U-Kennlinien an GATE und DRAIN.
  • I-U-Kennlinienscharen am DRAIN für eine konfigurierbare Auswahl von GATE-Spannungen.
  • Messung der Strom- und Spannungsverläufe über der Zeit für jeden Einzelpuls.
  • Messung der S-Parameter im Pulsbetrieb mit einem externen Netzwerk­analysator (es wird ein 2-Tor S-Parametersatz pro Arbeitspunkt gemessen).
  • Vielfältige graphische Darstellungsmöglichkeiten der Messdaten.
PIV Anwendung „gepulstes Wave Load Pull“

Das PIV-Messsystem ist als Erweiterung für die HF Design Suite „FDCS“ von Focus-Microwaves konzipiert. Dabei wird das PIV-System als Spannungs­quellenmodul in der Geräteauswahl von FDCS ausgewählt. Die Konfiguration der Pulse erfolgt vorab mit der Test-SW des PIV-Systems. FDCS steuert den gesamten Messplatz mit allen dazugehörigen Instrumenten. Die Gleichstrom- oder Pulsanregung des Testbausteins erfolgt über das PIV-System, während zeitlich korreliert der Netzwerk­analysator getriggert wird (bitte beachten: der Netzwerk­analysator muss über die notwendigen Optionen für gepulse S-Parametermessungen verfügen). Als Beispiel ist der Aufbau eines vektoriellen Load Pull Messplatzes in Abbildung 3 skizziert. Dieser Aufbau ist sehr gut für die Charakterisierung von Verstärkerchips für Mobilfunkstationen geeignet.