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射頻開關測試方案介紹

發表時間:2022/03/21
也許大家已經注意到,隨著無線設備復雜性急劇增加,手機支持的頻段數量也在不斷增加。從最開始的2個GSM頻段,到現在的4個GSM頻段,3個CDMA頻段,5個UMTS頻段和10個LTE頻段。未來,諸如5G New Radio等標準將繼續增加無線設

你可能注意到了,隨著無線設備復雜度的快速增加,手機支持的頻段數量也在增加。從最初的兩個GSM頻段到現在的四個GSM頻段,三個CDMA頻段,五個UMTS頻段,十個LTE頻段。未來,5G新無線電等標準將繼續增加無線設備的復雜性。它是射頻前端模塊(RF FEM)的關鍵部件,用于切換多個頻段。所以我們今天要討論的話題就是射頻開關的測試方法。

典型RF前端模塊

你知道無線電頻率開關嗎?

典型的射頻前端模塊包括功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)、復用器、收發器開關和天線開關。

開關的作用是實現收發信機與天線信號之間的定向傳播,將發射機信號耦合到天線或將天線信號耦合到接收機,并將發射機信號與接收機隔離,防止接收機鏈路受到發射機的干擾。

因此,射頻前端模塊中的開關必須滿足高隔離度和低插入損耗的要求。本文介紹了射頻開關芯片的方案,包括典型測試項目,包括插入損耗、隔離度、開關時間、諧波、三階互調點IP3等。詳細介紹了實驗室驗證試驗和批量生產試驗中采用的方法。

射頻測試項目的詳細說明

傳統的儀器很難處理射頻開關測試。

插入損耗和隔離測試→用VNA矢量網絡分析儀完成。

切換時間,諧波測試→VNA用其他儀器完成→測試費用增加。

此外,很多廠商在搭建測試平臺時,不僅以測試射頻開關芯片為目標,往往還會考慮在這個測試平臺上覆蓋其他芯片類型,如PA、LNA等。因此,一個通用且高度可重用的測試平臺是許多制造商在購買儀器時的重要考慮因素。

以及實驗室量產測試的目標——提高測試速度。

為了全面了解設備的性能,特性測試工程師需要在正常條件、極端條件和惡劣環境下驗證其設計。工程師通常對小批量設備進行特性分析。在量產中,測試工程師需要確保芯片按照設計規格量產,并密切監控測試吞吐量和產量。雖然特性測試計劃通常需要在高溫或動態電源等高級條件下進行測試,但生產工程師可能會決定不在此類條件下進行測試,以減少測試時間,尤其是在設計可以保證性能的情況下。

特性分析和產品測試工程師都非常關心測試速度,但是出于不同的原因。更快的測試速度意味著對小批量產品進行特性分析的測試范圍更廣,而對于大批量生產則意味著產量的增加。在過去,優化速度意味著犧牲測量質量,因此通常選擇不同的儀器進行特性分析和生產。

開發新產品時,工程師將努力確保生產中的測量性能與特性分析中的測量性能一致。然而,當進行數據關聯時,經常會發現由被測設備(DUT)、測試方法、使用的不同設備和操作假設引起的問題,這通常會增加新產品的上市時間。

基于PXI平臺不斷匹配相應的儀器

你在射頻測試中還遇到過哪些問題?

當出現新的需求時,原有儀器的固定專用接口無法滿足需求→等待很長時間進行研發或者購買全新的平臺。NI可以通過一個通用的軟硬件平臺來彌合這一鴻溝,同時也可以降低測試系統的體積和成本,最大限度地利用實驗室和量產中的代碼和硬件資源,加快產品的上市時間。

PXI平臺是一個開放的工業標準,也是NI開發所有測試系統的基礎。通過開放式模塊化平臺,特性分析和生產工程師可以根據測試需求的變化升級系統。為滿足射頻開關芯片的測試任務,NI在PXI平臺上持續提供頂尖的儀器技術,包括頂尖的矢量信號收發器VST、矢量數字儀器、高精度SMU源測量單元等高精度儀器??珊w插入損耗、隔離、諧波、IP3、開關時間等多項指標的測試。,大大提高了測試覆蓋率。

NI射頻芯片測試方案配置

鎳半導體測試系統

芯片量產測試方案可以基于NI半導體測試系統(STS)。STS繼承了NI PXI平臺,TestStand測試管理軟件和LabVIEW圖形化編程工具,在完全封閉的測試頭。它采用“集成到測試頭”的設計,集成生產測試裝置的主要部件,包括系統控制器;DC、交流和射頻儀器;待測設備與處理器/探針臺對接機構的連接。

這種緊湊的設計減少了空的占地面積,降低了功耗,減輕了傳統ATE測試儀的維護負擔,從而節約了測試成本。此外,半導體測試系統采用開放式模塊化設計,使您能夠使用最新的工業標準PXI模塊獲得更多的儀器資源和更強大的計算能力。

射頻芯片從實驗室到量產測試的測試方案

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