close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

программа анализа и обработки измерений свч устройств

код для вставкиСкачать
XХ Международная научно-практическая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ»
Секция 7: Информатика и управление в технических системах
ПРОГРАММА АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ИЗМЕРЕНИЙ СВЧ УСТРОЙСТВ
Ахметов Т.А., Агеев А.В.
Научный руководитель: Горяинов Александр Евгеньевич, аспирант
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 40
Email: [email protected]
Постановка задачи. В современном мире
• Отображение на графике шумовых парасверхвысокочастотные монолитные интегральные
метров[3].
схемы (СВЧ МИС) становятся все более востребо• Просмотр эквивалентных схем.
ванными, особенно в таких областях, как радио• Редактирование файлов измерений в теклокация, сотовая связь, навигация; широкое пристовом режиме.
менение СВЧ МИС нашли и в области космиче• Возможность одновременного отображения
ских и радиоастрономических исследований. Танабора файлов для их визуального сравнения.
кие преимущества СВЧ МИС, как высокая ско• Интеграция в файловую систему ОС.
рость передачи данных, надежность, низкое энерВольт-амперная характеристика показывает
гопотребление, небольшие габаритные размеры и
зависимость тока СВЧ компонента от напряжения
вес, позволяют использовать их практически во
на данном компоненте.[1] Для описания СВЧ
всех сферах человеческой жизни.
транзисторов существуют 3 вольтамперные харакСВЧ МИС представляет собой структуру, сотеристики:
стоящую из полупроводниковой подложки (круг• Входная - зависимость тока истока-затвора
лая тонкая пластина), на которой изготавливаются
Igs от напряжения истока-затвора Vgs.
активные элементы (транзисторы, диоды), и ме• Выходная – зависимость тока стока-истока
таллических и диэлектрических слоев, из которых
Ids от напряжения стока-истока Vds.
формируются все пассивные элементы (конденса• Проходная – зависимость тока стока-истока
торы, соединительные линии и другие элементы).
Ids от напряжения истока-затвора Vgs.
Проще говоря, СВЧ МИС - это аналоговая интеВольтамперные характеристики в зависимости
гральная схема маленьких размеров (отдельный
от измерительного оборудования представляются
чип имеет размеры порядка 1х1.5 мм), выполненв формате *.ivd фирмы National Instrument и в
ная в едином технологическом процессе.
формате *.ivc фирмы Focus Microwave.
Одной из актуальных проблем разработки СВЧ
Поскольку на высоких частотах трудно измеМИС является анализ и обработка результатов
рить абсолютные значения напряжения и тока,
измерений различных параметров: параметров
обычно вместо них измеряются S-параметры[2].
рассеяния, вольт-амперных характеристик и шуИх относительно легко измерить, кроме того, они
мовых параметров. Каждый производитель измене требуют подключать к тестируемому устройрительного оборудования представляет измерения
ству дополнительные, нежелательные нагрузки.
в собственном формате данных и не всегда предоКоличество S-параметров для заданного устройставляет программное обеспечение для анализа
ства равно квадрату количества портов.
полученных измерений. При этом, ни один из
Прямые S-параметры определяются путем изпроизводителей не занимается поддержкой формерения модуля амплитуды и фазы падающего,
матов других фирм, что осложняет дальнейшую
отраженного и переданного сигналов, когда на
работу с результатами измерений. Таким образом,
выходе источника мы имеем нагрузку, точно сов настоящее время на рынке отсутствует програмгласованную с сопротивлением тестируемой сима, позволяющая выполнять быстрый просмотр и
стемы. В случае двух-портовой цепи (четырехпоанализ полученных измерений и представленных
люсника) S11 является комплексным коэффицив разных форматах.
ентом отражения или импедансом тестируемого
Основной целью разработки DataViewer являустройства, а S21 – комплексным коэффициенлось создание программы, позволяющей визуалитом прямой передачи.
зировать результаты измерений параметров СВЧ
Параметры рассеяния представляются файлом
МИС, представленных в различных форматах.
формата Touchstone (*.s2p). Данный формат файла
Программа DataViewer была создана на основе
представляет из себя текстовый документ, с набоплатформы Indesys, разработанной Лабораторией
ром измерений амплитуды и фазы падающих, отинтеллектуальных компьютерных систем ТУСУР,
раженных и проходящих волн, в зависимости от
и содержащей необходимые модули для обработчастоты, на которых были выполнены измерения.
ки результатов СВЧ измерений.
Современные СВЧ устройства самого различРазрабатываемая программа должна иметь
ного назначения характеризуются очень высокой
следующие функциональные возможности:
чувствительностью и, следовательно, могут обес• Отображение вольт-амперных характерипечивать приём весьма слабых сигналов. При этом
стик[1].
главным фактором, ограничивающим эту чувстви• Отображение на графике параметров рассетельность, являются собственные шумы устройяния [2].
ства.
143
XХ Международная научно-практическая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ»
Секция 7: Информатика и управление в технических системах
Коэффициент шума измеряется по принципу
сравнения шумов измеряемого устройства и генератора шума[3]. Шум описывается следующими
параметрами:
• R n – шумовое сопротивление;
• F min – минимальное значение коэффициента
шума;
• Γ opt – комплексный коэффициент отражения генератора шума, при котором достигается
минимальное значение коэффициента шума.
В разрабатываемом модуле предполагается
поддержка двух форматов файлов шумовых параметров:
• Формат файла Touchstone компании Agilent
Technologies [5].
• Формат файла *.npar компании Focus Microwaves.
Результаты работы. Основными элементами
интерфейса являются панель с перечнем отображаемых файлов и панель с графиками. Каждый
тип измерений находится на своей отдельной
вкладке и работает со своим списком файлом.
Каждый просмотрщик данных работает со
своим типом данных:
• IvCurvesViewer – вольт-амперные характеристики (IVCurveTables | *.ivd, *ivc) [4].
• PortParametersViewer – параметры рассеяния (Port Parameters | *.s2p) [5].
• NoiseParametersViewer – шумовые параметры (Noise Parameters |*.xnp, *.npar) [6].
• CircuitViewer – эквивалентные схемы (Circuit Viewer Format | *.cvf).
• TextViewer – предназначен для редактирования всех вышеперечисленных форматов.
Учитывая особенности использования программы, при которых пользователь будет работать
с измерениями в файловой системе ОС, в программе были разработаны такие вспомогательные
функции как Drag&Drop и открытие файлов программой напрямую через файловую систему. Всё
это увеличивает удобство работы с программой.
Программа позволяет редактировать файлы измерений, и преобразовывать их в различные форматы.
Пример работы программы представлен на
рис. 1.
Рис. 1. Пример работы программы DataViewer
Заключение. В результате проделанной работы была написана программа, позволяющая работать с различными типами данных. В настоящее
время подготавливается первая версия приложения. В дальнейшем планируется расширение
функциональности приложения.
Литература
1. Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ. // М.: Сов.радио, 1980, 368 с.
2. Эльвира. Основы векторного анализа цепей
//. – URL: http://elvira.ru/_files/vektr.pdf
3. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ.
Учеб.для радиотехнических специальностей ву-
зов. — М.: Высш. шк, 1988. — P. 432
4. PV Education. IV Curve file format //. –
URL:http://pveducation.org/pvcdrom/solar-celloperation/iv-curve
5. Agilent Technologies. SnP (touchstone) file
format//.
–
URL:
http://na.tm.agilent.com/plts/help/WebHelp/FilePrint/
SnP_File_Format.htm
6. Agilent Technologies. Fast Noise Parameter
System
//.
–
URL
:
http://www.home.agilent.com/upload/cmc_upload/All
/Maury-WebEx-NewUltraFastNoiseParameterSystem.pdf?&cc=RU&lc=rus
144
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа