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.
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Modul |
Maximale |
Maximaler |
Maximaler |
Maximale Pulsleistung |
Minimale |
Max. Puls- |
Min. Flanken-dauer am |
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.
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 typischen 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
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.