Im Rahmen des Projektes wurde ein Näherungsverfahren verfeinert und messtechnisch verifiziert, das es erlaubt, Großsignalparameter von Bauelementen aus Kleinsignalmessungen zu berechnen. Im Vergleich zu der bisherigen Messmethode ist das hier vorgeschlagene Verfahren deutlich einfacher und kostengünstiger.
aus Kleinsignalmessungen
Leistungsverstärker gelten in modernen drahtlosen Kommunikationsnetzen als Schlüsselkomponente für energieeffiziente Übertragung. Dabei stellen deren Kenngrößen Linearität und Effizienz kritische Parameter für die Auslegung des Gesamtsystems dar, weshalb das Großsignalverhalten der realen Leistungsverstärker schon während des Systementwurfs ermittelt werden muss. Dieses nichtlineare Verhalten lässt sich durch eine Load-Pull-Analyse ermitteln. Aus Zeit- und Kostengründen wird jedoch oft auf diese Analyse verzichtet. Im Rahmen des Projekts sollte ein alternatives Verfahren auf Basis von messtechnisch einfachen Kleinsignalnäherungen untersucht werden. Zur messtechnischen Verifikation und als Demonstrator wurde eine grafische Benutzeroberfläche erstellt. Für den näherungsweise linearen Verstärkerbetrieb ist die Qualität der erzielten Näherungswerte sehr gut. Bezogen auf das bisherige Großsignal-Messverfahren für die Kompressionsleistung schlägt das Näherungsverfahren diesen Standard in 90 % der potenziell interessanten Arbeitspunkte, wobei es umso besser wird, je linearer das Schaltungsverhalten im betrachteten Arbeitspunkt ist. Es lassen sich für ausgangsseitig angepasste Bauelemente Optimum-Kurven als Einhüllende der Punkteschar bestimmen. Die Abbildung zeigt diese Optimum-Kurven für unterschiedliche ausgangsseitige Fehlanpassungen und stellt den Zusammenhang zwischen der Leistungsverstärkung, der Kompressionsleistung und der Effizienz dar. Unter Zuhilfenahme der Grafik lassen sich für die jeweilige Anwendung optimale Betriebsbedingungen bestimmen. Die Emulation der Load-Pull-Messung ist im Rahmen des vorgestellten Verfahrens nicht auf die Grundwelle beschränkt. Unter Einbeziehung von mehr als den gegenwärtig drei Harmonischen sollte sich das Verfahren prinzipiell auf die Untersuchung von Schaltverstärkern ausweiten lassen. Zuletzt bietet das Näherungsverfahren interessante Anwendungen in der Simulation, beispielsweise zur Vorbereitung numerisch aufwendiger Load-Pull-Simulationen.
