Wat is een belasting?

Een load pull is de wijziging van de belastingsimpedantie van een radiofrequentie (RF) -belasting voor het meten van de resulterende prestaties van RF-voedingsapparaten voor grote signalen en extreme omstandigheden. Het geteste apparaat kan een RF-vermogensversterker zijn met een typische 50 Ohm-impedantie, wat de nominale lijnimpedantie is. Met behulp van load pull-metingen kunnen circuitkarakteristieken worden waargenomen die nuttig zijn bij het verbeteren van het ontwerp van een circuit voor betere prestaties onder extreme signaalomstandigheden en bedrijfsomstandigheden.

In radio-elektronica wordt een RF-vermogensversterker bij de middenfrequentie ideaal beoordeeld als puur resistief. Een RF-versterker is ontworpen om op een bepaald frequentiebereik te werken, dus zijn er prestatiemetingen nodig bij andere frequenties dan de middenfrequentie. Gewoonlijk is er sprake van verminderde prestaties op de uitersten van het frequentiebereik. De extreem laagste en hoogste frequenties voor het bereik kunnen resulteren in een versterkingsversterker die de helft is van die in de middenfrequentie.

Load pull verandert de impedantie van de belasting voor het testen van vermogensversterkers, terwijl source pull de uitgangsimpedantie van de signaalbron verandert. De uitgangsimpedantie van een vermogensversterker zou bijvoorbeeld kunnen worden gewijzigd om de resulterende vermogensoverdrachtskarakteristieken te meten. Dit kan het meten van de transmissie-efficiëntie omvatten, waarbij de verhouding wordt bepaald tussen het werkelijke vermogen dat de belasting bereikt en het werkelijke vermogen dat door de zender werd verzonden. Harmonische belastingstrekking neemt nota van de uitgangsimpedantie en lijnimpedantie bij harmonischen, dit zijn frequenties die een veelvoud zijn van de werkfrequentie. Het dubbele van de werkfrequentie is bijvoorbeeld de tweede harmonische, terwijl het drievoudige van de werkfrequentie de derde harmonische is.

Overeenstemming van de impedantie tussen de radiozender en de transmissielijn vereist elektrische omstandigheden die betrekking hebben op de capacitieve en inductieve kenmerken van zowel de radiozenderuitgang als de zender. De capacitieve reactantie in een circuit wordt veroorzaakt door de nabijheid van circuitknooppunten die ervoor zorgen dat een elektrostatisch veld wordt geproduceerd door het verschil in spanningen. Het gevolg is dat de spanning achterloopt op de stroom. Dit mechanisme veroorzaakt een behoefte om de capacitieve effecten te compenseren met inductieve elementen in het circuit. Het inductieve element kan gegolfde inductoren zijn of kan inductantie verdeeld zijn vanwege de lengten van de circuitdraden of koperen sporen.

Een tool genaamd een Smith-diagram helpt het proces van impedantie-matching. De Smith-grafiek geeft het puur resistieve circuit aan, evenals de twee gevallen waarin een reactantie domineert. Een circuit kan capacitief of inductief zijn als het niet puur resistief is. In een puur weerstandscircuit absorbeert de belasting alle ingangsvermogen. Load pull-metingen kunnen ervoor zorgen dat de prestaties van het circuit bij kleine en grote signaalniveaus acceptabel zijn, rekening houdend met criteria zoals transmissie-efficiëntie en harmonische output.