JPS5994077A - 負荷インピ−ダンス測定装置 - Google Patents

負荷インピ−ダンス測定装置

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JPS5994077A
JPS5994077A JP57204024A JP20402482A JPS5994077A JP S5994077 A JPS5994077 A JP S5994077A JP 57204024 A JP57204024 A JP 57204024A JP 20402482 A JP20402482 A JP 20402482A JP S5994077 A JPS5994077 A JP S5994077A
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JP57204024A
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Giichi Mori
森 義一
Hiroshi Onishi
博 大西
Mitsuo Makimoto
三夫 牧本
Sadahiko Yamashita
山下 貞彦
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波大電力用デバイスの負荷インピーダン
スを測定する負荷インピーダンヌ測定装置に関するもの
である。
従来例の構成とその問題点 高周波大電力用デバイスを用いて増幅器等を設計する場
合、デバイスの負荷インピーダンスを測定し、増幅器と
しての負荷インピーダンス(一般には60Ω)に整合す
る必要がある。しかし高周波大電力用デバイスの負荷イ
ンピーダンスは唯−無二に決まるものではなく、信号周
波数のみならず、入力レベル、出力レベル、直流電源電
圧によって変化し、また、一定入力信号、一定出力に対
しても負荷インピーダンスは無限に存在し、その負荷イ
ンピーダンスによって効率が変化する。したがって、高
周波大電力デバイスを用いて、例え−”ば増幅器を設計
する場合には、使用する信号周波数、入力レベル、出力
レベル、直流電源電圧を規定した上で、良好な効率の得
られる負荷インピーダンスを測定し設定する必要がある
従来では、高周波デバイスの負荷インピーダンスの測定
法としては、置換法、ロードプル法等が挙げられるが、
従来の方法では測定インピーダンスを即座にモニタでき
ない、低インピーダンスのデバイスに対しては回路的に
不安定で発振しやすく測定が困難である等の問題がある
第1図は従来の置換法による高周波デバイスの負荷イン
ピーダンスの測定系の動作状態の構成を示す。図におい
て大電力トランジスタ時の被測定デバイス1は、デバイ
スマウント治具2に固定され、入、出力に挿入された可
変インピーダンス回路であるインピーダンスチューナ3
,4等で入出力整合をとり、バイアスネットワーク6.
6で直流バイアスを印加する。高周波入力は高周波信号
源7よりアイソレータ8を経て供給し、入力電力。
入力反射電力は双方向性結合器9を介してパワーメータ
12.13より、出力電力は双方向性結合器10を介し
てパワーメータ14より測定できる。
11は60Ω終端抵抗である。この回路構成で特定の出
力電力を与えるように負荷インピーダンスを調整したの
ち、インピーダンスチューナ3,4を固定する。次に、
この高力条件のときの負荷インピーダンスを測定する方
法を説明する。
第2図は第1図における測定系の負荷インピーダンスの
測定状態の構成を示す011.′、8は6゜Ω終端抵抗
、3.4は第1図でインピーダンスを設定し固定したイ
ンピーダンスチューナ、5,6はバイアスネットワーク
、” + ’ 61rj;、第”図で用いたデ・・イス
マウント治具2の入、出力部に等価な補正用線路、17
はインピーダンス測定器である。第1図に示す動作系で
所望の負荷状態に設定シたインピーダンスチューナ3,
4のインピーダンスハ、インピーダンスチューナ3,4
にバイアスネットワーク5,6を接続し、その他を50
Ω終端抵抗18.11で等測的に代替し、第1図で用い
たデバイスマウント治具2の入、出力部に等価な補正用
線路16.16を介して規準面を設定し、インピーダン
ス測定器17にて測定する。
しかしながら、上記の方法では、デノ・イスマウント治
具2を補正用線路15.16に付は換え、インピーダン
ス測定器17で測定するだめ手数がかかる。特に負荷イ
ンピーダンスの測定ポイントが多い場合には、かなりの
時間を必要とする。インピーダンスチューナ3,4の設
定状態を各測定ポイント毎に記録しておき、再設定して
負荷インピーダンスを測定する手段を用いても、やはり
多くの時間と労力を要し、且つ再設定時の誤差や設定ミ
ヌも生じ得る。また、動作系で所望の負荷インピーダン
スを設定して瞬時にモニタできないだめ、例えばトラン
ジスタの等出力、あるいは等効率時の負荷インピーメ゛
ンスローカヌ(軌#)全測定する、いわゆるロードプル
測定(こは適さない0第3図に第2の従来例を示す。こ
こでは簡単のためにデ・・イスの出力側の構成のみを示
す。図において、19は被測定デ・・イスで、その出力
側に順次、双方向性結合器20.バイアスネットワーク
23.インピーダンスチューナ24を接続し60Ω終端
抵抗25で終端する。また双方向性結合器20を介して
可変位相器21、インピーダンス及び出力電力の測定系
22が接続される。
高周波入力を加え、バイアスネットワーク23で直流バ
イアスを印加した被測定デバイス19はインピーダンス
チューナ24で整合をとり所望の動作状態に設定される
。その状態が双方向性結合器20を介し、可変位相器2
1で最適に設定された進行波、反射波の位相及びレベル
の差を測定しインピーダンス及び出力電力測定系でデノ
・イスの負荷インピーダンス、出力電力を得るものであ
る。
この方式では、デバイスの動作系とインピーダンスの測
定系が同一であり、デバイス動作状態で所望の負荷状態
に設定しつつ、同時(・こ測定する負荷インピーダンス
を直視でき、ロードデル測定法として用いられる。
しかしながら、測定系のVSWRをできる限り小さく(
60Ωに等しく)シカいと精度が悪く、デバイス19と
インピーダンスチューナ24の間は、双方向性結合器2
oを含めすべて60Ω系しこ限定される。したがってデ
バイス19の出力側の500線路が長くなるため、デノ
・イス19が発振領域に入ってし捷い、所望の動作状態
に設定できないことがある0捷だ、系の基準白の設定が
比較的難しい等の欠点がある。
発明の目的 本発明は、以上のような従来の問題点を解決するために
なされたもので、負荷インピーダンスを測定する際に、
特に低インピーダンスの高周波デ・・イスに対しても安
定に、且つほぼ同時に負荷インピーダンスを直視しなが
ら測定することのできる負荷インピータンス測定装置を
提供することを目的とする。
発明の構成 この目的を達成するために本発明は、被測定デバイスに
対し、四端子定数が既知であるインピーダンス変換回路
(固定整合回路)可変のインピーダンス整合回路である
インピーダンスチューナ、及びその間に高周波スイッチ
、高周波スイッチ他端にインピーダンス測定器を備え、
インピーダンス変換回路の四端子定数と高周波スイッチ
を切換えてインピーダンス測定器により測定されるイン
ピーダンスを用いてデバイスの負荷インピーダンスを算
出するものである。
実施例の説明 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第4図は本発明の一実施例を示すもので被測定デバイス
26(以下DUTと呼ぶ)は分離して各々の四端子パラ
メータを測定可能な人、出力インピーダンス変換回路(
以下固定整合回路と記す)27゜28に固定される。
出力固定整合回路28と出力側インピーダンスチューナ
29の間には高周波スイッチ3oを設け、高周波スイッ
チ3oの他端にはコントローラ31で制御されるネット
ワークアナライザ32(Sパラメータ計を含む)が接続
される。直流・・イアスはバイアスキノl−ワーク33
.34を介して、高周波入力は高周波信−号源35より
アイソレーク41を経て供給する。入力整合は入力イン
ピータンスチューナ36で行なうO入力及び入力反則電
力は双方向性結合器37を介してパワーメーク38゜3
9から出力電力はパワーメータ40より測定できる。
以」ユのように構成された本実施例の測定装置について
以下その動作を説明する0規定の高周波入力及び直流ノ
・イアスを加え、高周波スイッチ30を出力側固定整合
回路28に接続した時、入力側のインピーダンスチュー
ナ36で人力を適当な整合状態に設定し、出力側インピ
ーダンスチューナ29によりDUT26の負荷を変えて
所望の動作状態に設定することができる。次に高周波ス
イッチ30をネットワークアナライザ32に接続し、設
定した出力インピーダンスチューナ29のインピーダン
スを測定し、その値を予め評価しコントローラ31にデ
ータとして記憶した出力側の固定整合回路280四端子
定数の負荷としてコントローラ31で計算し、0UT2
6の負荷インピーダンスとして得るものである。第5図
は、被測定デバイスの固定整合回路、及びインピーダン
スチューナよりなる2つの整合回路と50Ω負荷抵抗の
接続を示す構成図である。42は固定整合回路(第4図
の28に対応)、43はインピーダンスチューナ(第4
図の29に対応)、44ば50Ωで表わし、高周波スイ
ッチを切り換えて測定されるインピーダンスチューナ4
3のSパラメータ(S++)値を3++mとするとDU
Tから見たSパラメータ(S+ 1 )値51jiは(
,1)式5式%(1) として求める。まだ、負荷インピーダンスZL は変換
式(2) %式%(2) (Zo、’系のインピーダンス、通常50Ω)を用いて
得ることができる。
入力電力、入力反射電力、出力電力は第4図において各
パワーメータ38,39.40により測定できる。
以上のように本実施例によれば、高周波スイッチ30と
DUT26の間に出力側固定整合回路28を設け、DU
T26を安定動作領域に近づけることにより、高周波ス
イッチ3oの切り換えで測定インピーダンスを設定とほ
ぼ同時に直視でき、且つ衝めてインピーダンスの低いデ
バイスに対しても安定な整合回路を有する測定系を得る
ことができる。また固定整合回路28の四端子定数は、
予め評価し、コントローラ31にデータとして記憶させ
ておくため、高周波スイッチ3oとネットワークアナラ
イザ32の間に固定整合回路28とインピーダンス的に
等価な回路を再現する必要がなく、固定整合回路28を
カット・アンド・トライで最適化することもできる。
なお、以上の実施例では、直流バイアスをバイアスネッ
トワーク33.34を介して供給しているが、入、出力
固定整合回路27.28に直流バイアス回路を付加して
もよい。この場合、固定整合回路の四端子パラメータと
しては、直流バイアス回路を含めた値を予め評価するこ
とになる。このように構成すれば、バイアスネットワー
クを省略して同様の測定をすることができる。またコン
トローラを用いているために複数の測定を同時に行なえ
、測定の自動化も可能である。
発明の詳細 な説明したように本発明は、被測定デバイスである高周
波デバイスの入、出力端子近傍にインピーダンス変換回
路を有し、且つ整合回路を含む動作系とインピーダンス
測定系を高周波スイッチにより即座に切り換えるように
したものであるたメ、インピーダンスの低いデバイスに
対しても安定な回路が得られると共に、測定インピーダ
ンスを設定とほぼ同時に直視しながら測定することがで
きる。しかも、インピーダンス変換回路は西端子パラメ
ータを予め評価し、コンI・ローラに記憶させておくた
め、カット・アンド・トライで素子や直流バイアス回路
を外付けし厳密な再現の困難なものも使用でき、高周波
スイッチとインピーダンス測定器(ネットワークアナラ
イザ等)の間にインピーダンス的に等価な回路を基準面
設定のために再現する必要もない等の利点を有する。
このよう(こ、この装置は自動化に適した大電力トラン
ジスタの負荷インピーダンスを効率よく測定可能ならし
めるもので、その工学的価値はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高周波デバイスの負荷インピーダンス測
定系のデバイスの動作状態のブロック図、第2図は従来
の高周波デバイスの負荷インピーダンス測定系における
インピーダンス測定状態のブロック図、第3図は従来の
もう1つの高周波デノくイスの負荷インピーダンス測定
系のブロック図、第4図は本発明の実施例における測定
系の構成を示すブロック図、第5図は被測定高周波デノ
・イヌの負荷の接続を示すブロック図である。 1.19.26・・・・・被測定デバイス、2・・・・
・・デバイスマウント治具、3,4,24,29,36
゜43・・・・・・インピーダンスチューナ、5,6,
23゜33.34・・・・・バイアスネットワーク、7
.35・・・・・高周波信号源、8,41・・・・・ア
イソレータ。 9.10,20.37・・・・・・双方向性結合器、1
1゜18.25・・・・・50Ω終端抵抗、12,13
゜14.38,39.40川・・終端型パワーメータ、
15・・・・・・入力側補正用線路、16・・・・・・
出力側補正用線路、17・・・・・・インピーダンス測
定器、21・・・・・・可変位相器、22・・・・・・
インピーダンス及び電力測定系、27・・・・・・入力
側インピーダンス変換回路(固定整合回路)、28・・
・・・・出力側インピーダンス変換回路(固定整合回路
)、3Q・・・・・・高周波スイッチ、31 ・−−−
コントローラ、32・・・・・・ネットワークアナライ
ザ、42・・・・・・固定整合回路、44・・・・・・
50Ω負荷。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被測定デバイスの少なくとも出力側に設けられた
    インピーダンス変換回路と、被測定デバイスに直流バイ
    アスを供給する直流バイアス手段とを有し、前記インピ
    ーダンス変換回路は高周波スイッチを介してインピーダ
    ンスチューナに接続され、高周波スイッチの他端はイン
    ピーダンス測定系に接続されており、前記高周波スイッ
    チにより、インピーダンスチューナに対して被測定デバ
    イスとインピーダンス測定系とを選択的に切り換えるこ
    とにより負荷インピーダンスを測定するように構成した
    ことを特徴とする負荷インピーダンヌ測定装置。
  2. (2)直流バイアヌ手段がバイアスネットワークでアリ
    、インピーダンスチューナを介してインピーダンス変換
    回路に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の負荷インピーダンス測定装置
  3. (3)インピーダンス変換回路に直流バイアス手段を付
    加したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の負
    荷インピーダンヌ測定装置。
  4. (4)  インピーダンス測定系がコントローラ制御さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の負荷
    インピーダンス測定装置。
JP57204024A 1982-11-19 1982-11-19 負荷インピ−ダンス測定装置 Granted JPS5994077A (ja)

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JPH0370789B2 JPH0370789B2 (ja) 1991-11-08

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102175937A (zh) * 2011-01-19 2011-09-07 中兴通讯股份有限公司 终端工作电流调试系统及方法
CN101598751B (zh) 2008-06-03 2012-09-05 优仪半导体设备(深圳)有限公司 高功率射频模块动态阻抗的一种测量方法及其测量装置
JP2017058269A (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 株式会社アドバンテスト 測定装置、測定方法、プログラム、記録媒体

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