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Verstärkung eines LNA mit dem NWA messen
Gast
#3974269
Hallo Forumsgemeinde, ich habe mich gefragt, wie ich das Ergebnis einer NWA Messung zu interpretieren habe. Folgendes Szenario: Es wird ein LNA mit einem NWA vermessen. Der NWA zeigt ein S21 von ~20dB an. Ist das jetzt die Verstärkung des LNA oder ist die Verstärkung 10dB, da die Leistungsverstärkung quadratisch mit S21 zusammenhängt? Grüße S21=20dB bedeutet die Leistungsverstärkung beträgt 20 dB. Das bedeutet bei gleichem Eingangs- und Ausgangswiderstand eine Spannungsverstärkung von 10 dB. Alles klar?
Gast
#3974489
Wie kann man eine Leistungsverstärkung von 20dB (100) bei einer Spannungsverstärkung von 10dB (3.2) erzielen?
Gast
#3974529
John Drake schrieb: > Wie kann man eine Leistungsverstärkung von 20dB (100) bei einer > Spannungsverstärkung von 10dB (3.2) erzielen? Ganz einfach, weil am konstanten Widerstand bei doppelter Spannung auch der Strom sich verdoppelt.
Gast
#3974639
Hmm habs selber rausgefunden: S21 = 20dB bedeutet: - Spannung hat sich verdoppelt (Somit auch Strom) - Leitsung folglich vervierfacht => 20dB Spannungsverstärkung (20dB entspricht Verdoppelung), 20dB Leistungsverstärkung (10dB entspricht Verdoppelung) Trotzdem danke für die Posts 20dB sind keine Verdoppelung sondern eine Verzehnfachung einer Spannung oder eine Verhundertfachung einer Leistung. Wenn alle Ports korrekt abgeschlosssen sind dann ist die Verstärkung gleich S21 das hier in dB ausgedrückt ist, aber eigentlich eine lineare Größe ist http://en.wikipedia.org/wiki/Scattering_parameters#Scalar_logarithmic_gain
Gast
#3974731
Kelvin Klein schrieb:
[Nichts, was mit meiner Frage zu tun hatte.]
Du hast meinen Hinweis nicht verstanden. 20dB-Leistungsverstärkung ist
eine Verstärkung der Leistung auf das 100-fache (siehe meine Zahl in der
Klammer). Eine 10dB-Spannungsverstärkung ist eine Verstärkung der
Spannung auf das etwa 3,16-fache. Das passt nicht zusammen - da fehlen
einfach die 10dB...
Gast
#3975093
LNA sind häufig ungeeignet, um direkt mit einem NWA auf Gain vermessen zu werden. Wenn der Pegel des Messsignals des NWA oberhalb des normalen Betriebsbereiches des LNA liegt, sieht man nicht mehr sicher den Small Signal Gain.
Gast
#3975165
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > 20dB sind keine Verdoppelung sondern eine Verzehnfachung einer > Spannung > oder eine Verhundertfachung einer Leistung. > Wenn alle Ports korrekt abgeschlosssen sind dann ist die Verstärkung > gleich S21 das hier in dB ausgedrückt ist, aber eigentlich eine lineare > Größe ist > http://en.wikipedia.org/wiki/Scattering_parameters... Das ist natürlich korrekt -.- Aber der Sinn hinter meinem Posting bleibt der Selbe :)
Gast
#3975168
HF-Werkler schrieb: > LNA sind häufig ungeeignet, um direkt mit einem NWA auf Gain > vermessen > zu werden. Wenn der Pegel des Messsignals des NWA oberhalb des normalen > Betriebsbereiches des LNA liegt, sieht man nicht mehr sicher den Small > Signal Gain. Mit der Messtechnik, die mir zur Verfügung steht kann man entsprechend herunterskalieren (inklusive PWR Cal) ;) Der eigentliche Fehler ist die Bezeichnung "S21" des NWA. S21 ist eine dimensionslose komplexe Zahl, die gleichzeitig das Amplituden- und Phasenverhältnis zwischen Ein- und Ausgang angibt. Der NWA misst anscheinend aber nur die Amplitude und das auch noch logarithmiert. Also 20*log(|s21|) statt s21. Im Wikipedia-Artikel als "Scalar logarithmic gain" bezeichnet. Der Betrag einer komplexen Zahl ist nicht einfach nur das Vorzeichen auf Plus gesetzt, sondern der Pythagoras über Real- und Imaginärteil, also die Länge des Zeigers in der komplexen Ebene.
Gast
#3975375
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Der NWA misst anscheinend aber nur die Amplitude und das auch noch > logarithmiert. Also 20*log(|s21|) statt s21. Im Wikipedia-Artikel als > "Scalar logarithmic gain" bezeichnet. Himmel nochmal was für ein rumgeeier. Nennt doch einfach Ross und Reiter und spuckt aus, um welchen NWA es sich handelt. Auf der Grundlage von Vermutungen zu agieren bringen niemanden weiter. Gruss
Gast
#3975601
Klopp die Log Skala in die Tonne. die aendert nichts. Mit dem NWA vermisst man die Verstaerkung ueber die Frequenz. Faktor 10 in der Amplitude ist Faktor 100 in der Leistung. Dazu braucht man keine dB. Der NWA könnte ein Skalarer oder Vektorieller Netzwerkanalysator sein. Die einfache Bezeichnung S21 an einer Frequenzgangkurve ist in beiden Fällen ungenau. 20 dB sind immer 20 dB, egal ob Spannung oder Leistung, vorausgesetzt sie beziehen sich auf denselben Bezugswiderstand. dBµV an 75 Ohm darf man nicht direkt auf dBmW an 50 Ohm umrechen. Nur wenn die drei restlichen S-Parameter Null sind, ist die Verstärkung "gleich S21" (mit den Umrechnungen für Amplitude und Phase usw.). Aber mit einer vektoriellen Messung aller vier Parameter hat man alle nötigen Angaben für eine (lineare) Simulation des Verstärkers für alle möglichen Ein- und Ausgangsabschlüsse, auch die Berechnung der tatsächlichen Verstärkung und seine Stabilität.
Gast
#3975933
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Der NWA könnte ein Skalarer oder Vektorieller Netzwerkanalysator > sein. > Die einfache Bezeichnung S21 an einer Frequenzgangkurve ist in beiden > Fällen ungenau. Das mag strenggenommen der Fall sein, dass die Bezeichnung "S21" für die Übertragungsfunktion bein einem skalaren Analyzer ungenau ist, weil die Phaseninformation fehlt, aber in der praktischen Anwendung der Ermittlung der Durchgangsverstärkung wie hier wenig ausschlaggebend. Bei einem breitbandigen Verstärker bzw. im Durchlassbereich eines selektiven Verstärkers ist die Phaseninformation in S21 in der Regel zweitrangig. Die Gleichsetzung: Verstärkung = S21 sei da aus pragmatischen Gründen erlaubt.
Gast
#3975963
Nur so nebenbei: Immer auf den Eingangsmischer aufpassen. Im einfachen Fall wird er nur übersteuert, wenn es übertrieben wird, zerstört. Deshalb immer eine zweite Messung mit 10 dB weniger Eingangspegel machen und sehen ob der Ausgang auch 10 dB weniger ist. Eingangsmischer am Analyzer ist gemeint. Ein LNA ist nur ein Verstärker. Ich hatte zuerst auch an LNB-Downkonverter für Satelliten-TV gedacht. Aber umsetzende Baugruppen am Vektoranalyzer sind etwas komplizierter zu messen. Und ein skalarer Analyzer mit Detektordiode wird gern mal vom Rest-LO oder anderen Nebenfrequenzen am Ausgang verwirrt.
Gast
#3976469
Ja ihr habt ja recht, S21 = 20dB war von mir ungenau formuliert, ja ihr habt recht, ich hätte 20*log(|S21|) schreiben sollen (Dann wäre mir mein Denkfehler auch früher aufgefallen ;) ) Das hier: Doppelknilch schrieb: > Faktor 10 in der > Amplitude ist Faktor 100 in der Leistung. in Kombination mit verschiedenartiger logaritmischer Darstellung von Spannung und Leistung: ergibt, dass der (vektorielle) NWA mit dem Betrag von S21: |S21| sowohl die Leistungs, als auch die Spannungsverstärkung angibt. Alles Tutti, Thread kann geschlossen werden. P.S.: Das hier natürlich ausgemachter Blödsinn: Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Nur wenn die drei restlichen S-Parameter Null sind, ist die Verstärkung > "gleich S21" Ich meinte für nicht perfekte Quellen und Senkenimpedanzen. Dann gibt es nicht nur die in den Eingang hineinlaufende Leistungswelle a1 und die am Ausgang herauslaufende b2 sondern auch die anderen beiden, und damit kommen die drei anderen S-Parameter ins Spiel, wenn sie nicht Null sind. Ich denke, für andere Quellen/Senkenimpedanzen kann die Verstärkung auch größer werden (Leistunganpassung). Aber dazu misst man ja die Parameter, wobei man oft eher auf bestes Rauschen optimieren will. Das ist aber aus den S-Parametern nicht abzulesen.
Gast
#3977673
S21 ist definiert als: für Von daher geht die Bedingung, die du genannt hast aus der Definition hervor. Man sollte darauf natürlich achten, wenn man die S-Parameter nicht mit einem kalibrierten NWA misst. Grüße Antwort schreiben |
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