Was ist ein Lastzug?
Ein Lastzug ist die Änderung der Lastimpedanz einer Hochfrequenz (HF) -Last, um die resultierende Leistung von HF-Leistungsgeräten für große Signale und extreme Bedingungen zu messen. Das zu testende Gerät könnte ein HF-Leistungsverstärker mit einer typischen Impedanz von 50 Ohm sein, bei der es sich um die Nennleitungsimpedanz handelt. Load-Pull-Messungen ermöglichen die Beobachtung von Schaltungseigenschaften, die bei der Verbesserung des Schaltungsdesigns für eine bessere Leistung unter extremen Signal- und Betriebsbedingungen hilfreich sind.
In der Funkelektronik wird ein HF-Leistungsverstärker idealerweise bei seiner Mittenfrequenz als rein ohmsch eingestuft. Ein HF-Verstärker ist für den Betrieb in einem bestimmten Frequenzbereich ausgelegt. Daher sind Leistungsmessungen bei anderen Frequenzen als der Mittenfrequenz erforderlich. Normalerweise ist die Leistung an den Extremen des Frequenzbereichs verringert. Die extrem niedrigsten und höchsten Frequenzen für den Bereich können zu einer Verstärkung des Verstärkers führen, die die Hälfte derjenigen der Mittenfrequenz beträgt.
Load Pull ändert die Impedanz der Last zum Testen von Leistungsverstärkern, während Source Pull die Ausgangsimpedanz der Signalquelle ändert. Beispielsweise könnte die Ausgangsimpedanz eines Leistungsverstärkers modifiziert werden, um die resultierenden Leistungsübertragungseigenschaften zu messen. Dies könnte die Messung der Übertragungseffizienz umfassen, wobei das Verhältnis der tatsächlichen Leistung, die die Last erreicht, zur tatsächlichen Leistung, die vom Sender gesendet wurde, bestimmt wird. Oberschwingungslastzug berücksichtigt die Ausgangsimpedanz und die Leitungsimpedanz bei Oberschwingungen, bei denen es sich um Frequenzen handelt, die ein Vielfaches der Betriebsfrequenz sind. Beispielsweise ist die doppelte Betriebsfrequenz die zweite Harmonische, während die dreifache Betriebsfrequenz die dritte Harmonische ist.
Die Impedanzanpassung zwischen dem Funksender und der Übertragungsleitung erfordert elektrische Bedingungen, die die kapazitiven und induktiven Eigenschaften sowohl des Funksenderausgangs als auch des Senders betreffen. Die kapazitive Reaktanz in einer Schaltung wird durch die Nähe von Schaltungsknoten verursacht, die bewirken, dass ein elektrostatisches Feld durch die Spannungsdifferenz erzeugt wird. Das Ergebnis ist eine Tendenz, dass die Spannung dem Stromfluss nacheilt. Dieser Mechanismus macht es erforderlich, die kapazitiven Effekte mit induktiven Elementen in der Schaltung zu kompensieren. Das induktive Element kann eine konzentrierte Induktivität oder eine verteilte Induktivität aufgrund der Länge der Schaltungsdrähte oder der Kupferspuren sein.
Ein als Smith-Diagramm bezeichnetes Werkzeug unterstützt den Vorgang der Impedanzanpassung. Das Smith-Diagramm zeigt den reinen Widerstandskreis sowie die beiden Fälle, in denen eine Reaktanz dominiert. Ein Schaltkreis kann kapazitiv oder induktiv sein, wenn er nicht rein resistiv ist. In einem reinen Widerstandskreis nimmt die Last die gesamte Eingangsleistung auf. Load-Pull-Messungen können sicherstellen, dass die Leistung der Schaltung bei kleinen und großen Signalpegeln unter Berücksichtigung von Kriterien wie Übertragungseffizienz und Oberschwingungsausgang akzeptabel ist.