Abstract. In this thesis, a Power Amplifier (PA) for Keysight Technologies’ PROPSIM F64 channel emulator transceiver is presented. The main characteristics and performance of a PA are examined and optional models for existing PA are evaluated. The main reason for an optional model is the cost and complexity of current PA with its two-sided bias voltage.
In this work, the most important characteristic of a PA is the gain flatness on the operating band. Since the printed circuit board space (PCB) is very limited, the whole frequency band must be taken care of with single PA. The relevance of linearity, gain and current consumption in channel emulator transceiver are also elaborated.
In the beginning of the evaluation, there were three suitable candidates for the PA. The S-parameters of first candidate were measured in laboratory on an evaluation board with a network analyzer. The measurements indicate that the upper frequency response is out of specifications. For the second option, the effect of bias inductor on the frequency response is analyzed. Since the biasing has an effect on the upper and lower ends of the response, a new measurement with a broadband inductor is carried out. Even with better biasing, the first PA variant cannot reach the specification, at least without further component tuning.
During the evaluation process, the hardware team received a preproduction model of a PA from a known semiconductor supplier to be tested as a new candidate. The S-parameters of this new variant are also measured and it is observed that this variant has such good frequency response, matching, current consumption biasing and physical size that there is no need for further evaluation at this point.Vaihtoehtoisen tehovahvistimen evaluaatio Propsim kanavaemulaattoriin. Tiivistelmä. Tässä kandidaatintyössä esitellään tehovahvistin Keysight Technologies PROPSIM F64 kanavaemulaattorin lähetinvastaanottimeen. Tehovahvistimen tärkeimmät ominaisuudet sekä suorituskyky, kuten taajuuskaistan tasaisuus, lineaarisuus ja virrankulutus, käydään läpi ja olemassaolevalle tehovahvistimelle evaluoidaan vaihtoehtoisia malleja. Pääsyy vaihtoehtoisen tehovahvistimen etsimiselle on nykyisen tehovahvistimen kalleus ja sen käyttämä kaksipuoleinen käyttöjännite, jonka toteutus nostaa osaltaan laitteen valmistuskustannuksia.
Tässä työssä tehovahvistimen tärkeimmäksi ominaisuudeksi määräytyy vasteen tasaisuus koko käytettävissä olevalla taajuusalueella. Johtuen piirilevytilan puutteesta, koko taajuusalue on katettava samalla vahvistimella. Myös vahvistimen lineaarisuuden, vahvistuksen ja virrankulutuksen vaikutusta kanavaemulaattorin suorituskykyyn analysoidaan työssä.
Evaluaation alussa tehovahvistinvaihtoehtoina on kolme erilaista vaihtoehtoa. Näistä ensimmäisen S-parametrit mitataan laboratoriossa evaluaatiolevyllä piirianalysaattorin avulla. Mittaustuloksista voidaan todeta, ettei ensimmäinen testattu vahvistinvaihtoehto yllä annettuihin spesifikaatioihin, varsinkaan taajuusvasteen yläpään osalta. Tästä johtuen tehovahvistimen biasoinnin vaikutusta taajuusvasteeseen analysoidaan toisena vaihtoehtona ja todetaan, että biasoinnilla on vaikutus sekä taajuuskaistan ala- että yläpäähän. Ensimmäisen vahvistimen taajuusvaste mitataan laajakaistaisella biaskelalla. Mittaustuloksista voidaan todeta, että vastetta ei saada riittävän hyväksi ainakaan yksinkertaisilla komponenttimuutoksilla.
Mittausten aikana testattavaksi saadaan uudeksi vaihtoehdoksi esituotantomalli tunnetun piirivalmistajan tehovahvistimesta. Tämän vahvistimen S-parametrit mitataan laboratoriossa ja sen todetaan olevan taajuusvasteeltaan, sovitukseltaan, virrankulutukseltaan, biasoinniltaan ja fyysiseltä kooltaan niin hyvä kompromissi, ettei jatkotutkimuksiin ole tarvetta käyttää enempää aikaa tässä vaiheessa
