PA Pin과 Pout을 sensor로 잴 때 두 기준면을 어떻게 연결할까?

한 시험점에는 최소 세 종류의 power가 있다

1. P1,fwd — Input coupler가 보는 PA 방향 incident/forward power
2. P2,fwd — Output coupler가 보는 load 방향 forward power
3. Pdc — PA가 supply에서 소비한 DC power

Forward coupled port 한 개의 power sensor는 한 방향의 power wave를 읽는다. Input accepted power에는 input reverse/reflected wave가, load-delivered output에는 output reverse wave 또는 검증된 matched-load 가정이 추가로 필요하다. PSU는 V·I를, SA/VSA는 EVM·ACLR·SEM과 spectrum을 읽는다. 어떤 장비도 혼자서 이 모든 결과를 제공하지 않는다.

한 sensor와 두 sensor의 trade-off

Bench 구성

N5182B → input coupler → PA → output coupler/attenuator → load
               ↓ P1,fwd sensor    ↓ P2,fwd sensor
                    N6705C/N6752A → PA bias V/I
                    SA/VSA ← attenuated PA output

각 coupled path는 방향, coupling factor, directivity, return loss와 power rating을 확인한다. Sensor correction에 넣은 path loss와 host code에서 더한 correction이 중복되지 않게 한다.

Safe bring-up

1. SG RF OFF, PSU output OFF, PA discharge 상태를 확인한다.
2. Input/output sensor connector의 예상 average·peak와 DC 유입을 계산한다.
3. PSU voltage/current limit, OVP와 bias sequence를 설정하고 query-back한다.
4. Sensor zero/calibration과 measurement frequency를 확인한다.
5. SA reference level과 external attenuation을 보호 조건으로 설정한다.
6. PA bias를 안전 순서로 켜고 quiescent current를 확인한다.
7. SG를 최소 drive에서 켠다.
8. P1,fwd, P2,fwd, V, I, SA trace를 같은 test-point ID와 trigger로 저장한다.
9. 작은 input-power step으로 sweep한다.
10. 어떤 장비에서든 overload, unlevel, protection 또는 error가 발생하면 SG RF OFF를 먼저 수행하고 bias를 안전하게 종료한다.

각 test point에 저장할 record

• Test point ID, timestamp와 common trigger index
• SG frequency, waveform, average setpoint, PAPR와 RF state
• PA bias setpoint와 PSU V/I readback
• P1/P2 forward sensor raw reading, detector mode, aperture/VBW, frequency와 correction state
• DUT-plane forward value, reverse measurement 유무와 individual uncertainty
• Gain convention, output compression delta, efficiency와 PAE가 estimate인지 여부
• SA/VSA EVM, ACLR, SEM과 overload status
• Temperature, duty cycle와 dwell time
• 모든 instrument error queue와 cleanup result

Sensor가 맡지 않는 결과

U2061XA는 연결된 한 방향 path의 average·peak와 burst timing을 측정하지만 다음을 직접 제공하지 않는다.

• EVM, ACLR, SEM, harmonic/spurious spectrum
• AM-PM 또는 constellation phase error
• DC voltage/current source·protection
• DUT small-signal S-parameter와 stability

이 결과를 power sensor reading에서 추정해 실제 측정값처럼 저장하지 않는다.

P1,fwd = P1,sensor + C1;   P2,fwd = P2,sensor + C2

Gfwd(dB) = P2,fwd(dBm) − P1,fwd(dBm)

Pdc(W)=VDD·IDD;   ηfwd=P2,fwd(W)/Pdc(W)

PAEfwd(%)=100·(P2,fwd(W)−P1,fwd(W))/Pdc(W)

예시

• Input forward sensor −10 dBm, input correction +20 dB → P1,fwd 10 dBm = 0.01 W
• Output forward sensor 0 dBm, output correction +40 dB → P2,fwd 40 dBm = 10 W
• PSU 28 V × 0.5 A → Pdc 14 W
• Forward-wave gain 30 dB
• Forward-wave efficiency estimate 10/14 = 71.43%
• Forward-wave PAE estimate (10−0.01)/14 = 71.36%

이 숫자들은 matched termination을 검증하거나 reverse path를 함께 측정하기 전에는 accepted/delivered KPI가 아니다.

Uncertainty를 KPI에 전달한다

P1/P2 uncertainty가 독립이면 forward gain의 standard dB uncertainty는 RSS로 결합할 수 있다. PAE는 forward/reverse RF와 DC의 nonlinear 함수이므로 각 입력의 uncertainty와 correlation을 포함한 propagation이 필요하다. Lab의 중앙값 계산만으로 compliance margin을 선언하지 않는다.

완료 전 자기 설명

1. Output sensor raw reading과 DUT-plane forward 값은 왜 다른가?
2. 한 sensor 순차 측정과 두 sensor 동시 측정의 dominant error는 무엇인가?
3. PAE 계산에서 dBm을 watt로 먼저 변환해야 하는 이유는 무엇인가?
4. EVM·ACLR·SEM을 power sensor 결과라고 부르면 안 되는 이유는 무엇인가?
5. Forward coupled reading 하나만으로 accepted 또는 delivered power를 선언할 수 없는 이유는 무엇인가?