આ પાવર એમ્પ્લીફાયર (PA) એ ટ્રાન્સમીટર સર્કિટનું મુખ્ય ઘટક છે, ખાસ કરીને બ્રોડબેન્ડ ટ્રાન્સમિશન માટે, જ્યાં તે બિન-સતત એન્વલપ મોડ્યુલેશન પદ્ધતિઓ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. એમ કહી શકાય કે ધ PA બિન-સતત એન્વલપ મોડ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને ટ્રાન્સમીટરની કામગીરીના સૂચકાંકો અને ઓપરેશનલ અવધિ બંને માટે નિર્ણાયક ઘટક છે.
PA ના ડિબગીંગ અને પરીક્ષણ દરમિયાન, વેક્ટર નેટવર્ક વિશ્લેષક (VNA) નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે અવરોધ મેચિંગ, ગેઇન એડજસ્ટમેન્ટ અને પાવર અને કાર્યક્ષમતા ટ્યુનિંગ માટે થાય છે, જ્યારે સિગ્નલ જનરેટર અને સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષકનો ઉપયોગ રેખીયતા ગોઠવણ માટે થાય છે. PA ની શક્તિ, રેખીયતા અને કાર્યક્ષમતા વચ્ચે શ્રેષ્ઠ સંતુલન હાંસલ કરવા માટે સાધનોના આ બે સેટનો વૈકલ્પિક રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
PA નું પરીક્ષણ કરવા માટે સાધનોના બે સેટનો ઉપયોગ શા માટે કરવો અને પસંદગીથી આઉટપુટ સુધી કયા ડેટાનું પરીક્ષણ કરવાની જરૂર છે?
- ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ
PA એ એક સક્રિય ઉપકરણ છે, અને ઉચ્ચ પાવર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવા માટે, ફોર્મ્યુલા(P=U) અનુસાર અવરોધ ઘટાડવો આવશ્યક છે2/R). ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેટલું મોટું છે, તેટલું નાનું અવબાધ. મહત્તમ પાવર ટ્રાન્સફર માટે, અવબાધ મેચિંગ આવશ્યક છે. VNA એ સ્ત્રોત-પુલ અને લોડ-પુલ પરીક્ષણ માટે વપરાતું સાધન છે, ઇનપુટ અને આઉટપુટ મેચિંગ પૂર્ણ કરે છે, અને તે રીતે પ્રારંભિક PA મેચિંગ ડિઝાઇન.
- આવર્તન અને પાવર સ્કેનિંગ
એકવાર ઇનપુટ અને આઉટપુટ મેચિંગ થઈ જાય, પછી PA ની વર્કિંગ ફ્રીક્વન્સી અને આઉટપુટ પાવરનું પરીક્ષણ કરવાની જરૂર છે. VNA ફ્રીક્વન્સી અને પાવર સ્કેનિંગ કરી શકે છે, PA ની બેન્ડવિડ્થ અને પાવર રેન્જ ટેસ્ટિંગ પૂર્ણ કરી શકે છે.
- PA ની રેખીયતા
બ્રોડબેન્ડ PA માટે, મેમરી ઇફેક્ટ્સ હાજર છે, અને આ મેમરી ઇફેક્ટ્સ ડિજિટલ પ્રિડિસ્ટોર્શન (DPD) ની અસરકારકતાને મર્યાદિત કરતું મુખ્ય પરિબળ છે. PA માં મેમરી અસરો AM-PM વિકૃતિને કારણે ઊભી થાય છે. DPD અસરકારક રેખીયકરણ હાંસલ કરવા માટે, ચોક્કસ AM-PM વિકૃતિ મોડેલ આવશ્યક છે. VNA PA ના AM-PM વિકૃતિનું પરીક્ષણ કરી શકે છે, જે DPD મોડેલ માટે ચોક્કસ ડેટા પ્રદાન કરે છે.
AM-PM વિકૃતિ એ PA ની રેખીયતાનું વધુ સચોટ માપ છે. જો કે, આરએફ એન્જિનિયરો ઘણીવાર PA વિકૃતિની સીધી કલ્પના કરી શકતા નથી.
સામાન્ય રીતે, ઇન્ટરમોડ્યુલેશન ડિસ્ટોર્શન (IMD) નો ઉપયોગ PA વિકૃતિને રજૂ કરવા માટે થાય છે, જે PA મોડ્યુલ ડિઝાઇન કરતા ઇજનેરો માટે સામાન્ય મેટ્રિક છે.
બે-ટોન સિગ્નલના ટેલર શ્રેણીના વિસ્તરણને જોતા, સિગ્નલ બિન-રેખીય ઉપકરણમાંથી પસાર થાય છે કે કેમ તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, ઇન્ટરમોડ્યુલેશન સિગ્નલો જનરેટ થશે. આ સમજાવે છે કે શા માટે PA બેક-ઓફમાં કામ કરે છે ત્યારે પણ IMD યથાવત રહે છે.
સામાન્ય રીતે, IMD નું પરીક્ષણ સિગ્નલ જનરેટર અને સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષકનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. IMD, આઉટપુટ પાવર અને OIP3 વચ્ચેનો સંબંધ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવ્યો છે:
IM3 (dBm) = 3 પિન (dBm) – 2IIP3 (dBm) + G (dB)
= 3 પાઉટ (dBm) – 2IIP3 (dBm) -2જી (ડીબી)
= 3 પાઉટ (dBm) – 2OIP3 (dBm)
જો કે IMD PA ની વિકૃતિને ચોક્કસ રીતે માપી શકે છે, સંપૂર્ણ PA સિસ્ટમ્સ પર કામ કરતા એન્જિનિયરો માટે, એરર વેક્ટર મેગ્નિટ્યુડ (EVM) અથવા સંલગ્ન ચેનલ પાવર રેશિયો (ACPR) વધુ સાહજિક રીતે PA ની અંતિમ કામગીરી આવશ્યકતાઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે.
કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, સિસ્ટમ એન્જિનિયરો PA વિકૃતિને બદલે સિગ્નલ વિકૃતિ સાથે વધુ ચિંતિત છે. ઇનપુટ અને આઉટપુટ સિગ્નલ મેટ્રિક્સ નક્કી કરીને, PA માટે જરૂરી વિશિષ્ટતાઓ પણ નક્કી કરી શકાય છે. તેથી, PA વિકૃતિ માપવા માટે કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં EVM અને ACPR નો વધુ ઉપયોગ થાય છે. PA માટે મંજૂર વિકૃતિની માત્રા સંચિત EVM ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે.
પરીક્ષણ કરતા પહેલા, બ્રોડબેન્ડ સિગ્નલના પીક-ટુ-એવરેજ પાવર રેશિયો (PAPR) ને માપવા પણ જરૂરી છે. કેટલાક વેવફોર્મ બેઝબેન્ડ છેડે ક્રેસ્ટ ફેક્ટર રિડક્શનમાંથી પસાર થાય છે, જ્યારે અન્ય ક્રેસ્ટ ફેક્ટર રિડક્શનને PA પર છોડી દે છે. બેઝબેન્ડ ક્રેસ્ટ ફેક્ટર રિડક્શન અને PA ક્રેસ્ટ ફેક્ટર રિડક્શન વચ્ચેનો તફાવત એ છે કે શું PA નવી વિકૃતિ રજૂ કરે છે, જે PA ડિઝાઇન માટે મહત્ત્વપૂર્ણ છે.
- હાર્મોનિકસ
ઉપર દર્શાવેલ રેખીયતા મેટ્રિક્સ ઉપરાંત, PA હાર્મોનિક્સ પર પણ ધ્યાન આપવું જોઈએ, કારણ કે આ PA ને અનુસરતા ફિલ્ટર્સની ડિઝાઇન અને પસંદગીને અસર કરે છે.
- ક્ષમતા
જ્યારે રેખીયતા મહત્વપૂર્ણ છે, કાર્યક્ષમતા પણ એટલી જ મહત્વપૂર્ણ છે. રેખીયતા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતી વખતે, રેખીયતા અને કાર્યક્ષમતા વચ્ચે સંતુલન હાંસલ કરીને, કાર્યક્ષમતા ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે તેની ખાતરી કરવી પણ મહત્વપૂર્ણ છે.
