Introducción

Los chips de RF son los componentes principales que reciben las señales en los terminales de navegación por satélite, lo que influye directamente en la precisión del posicionamiento y la calidad de la comunicación. A medida que el Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS) se adopta cada vez más en todo el mundo, la eficacia y la precisión de las pruebas de chips de RF se han convertido en factores clave para garantizar la fiabilidad y la capacidad de producción en serie de los productos terminales. En los últimos años, las soluciones de prueba de chips de RF basadas en sistemas de equipos de prueba automáticos (ATE) han surgido como una importante vía tecnológica para mejorar la cobertura y la eficiencia de las pruebas.

Retos de las pruebas de chips de RF: Arquitecturas complejas y parámetros diversos

Los chips de RF para navegación por satélite suelen constar de módulos como el front-end de RF, mezcladores, osciladores controlados por tensión, bucles de fase bloqueada, filtros de frecuencia intermedia, controladores de ganancia y convertidores analógico-digitales. Estos chips son responsables de funciones críticas como la recepción de señales, la conversión de frecuencias, la amplificación y la transmisión. Aunque las bandas de frecuencia y los formatos de los mensajes pueden diferir entre los sistemas de navegación de los distintos países, la arquitectura básica de los chips de RF sigue siendo la misma. Entre los principales parámetros de rendimiento se encuentran el factor de ruido, el punto de compresión de 1 dB de entrada, el ruido de fase, el rechazo de imágenes y la planitud dentro de banda.

Con el aumento de la integración y la complejidad de los chips de RF, los métodos de prueba manuales tradicionales, basados en instrumentos discretos como analizadores de espectro y generadores de señales, ya no son suficientes para satisfacer las demandas de producción en masa y validación de alta precisión. Cuestiones como los engorrosos procesos de prueba, la escasa fiabilidad del sistema y la cobertura limitada dificultan considerablemente la investigación, el desarrollo y la industrialización de los chips de RF.

Plataforma de pruebas integrada para chips de RF: Evaluación eficiente y precisa con sistemas ATE

Para hacer frente a estos retos, el equipo de investigación propuso una plataforma integrada y automatizada de pruebas de chips de RF construida en torno al sistema ATE. Esta plataforma combina fuentes de señal de RF de alta precisión, analizadores de espectro y comunicación por bus GPIB/VXI para aprovechar al máximo las capacidades de ATE en control digital, gestión de potencia, adquisición de señales y análisis. Permite realizar pruebas de múltiples parámetros de chips de RF en un solo lugar.

Durante el proceso de prueba, el sistema configura los registros del chip de RF a través de una interfaz SPI, establece distintos modos de funcionamiento y controla la fuente de señal de RF para introducir señales de excitación. A continuación, equipos como los analizadores de espectro recogen y analizan las señales de salida. Por ejemplo, al probar el ruido de fase y el punto de compresión de 1 dB de entrada, el sistema realiza automáticamente exploraciones de frecuencia, mediciones de potencia y ajuste de datos para generar rápidamente resultados de evaluación, lo que mejora enormemente la coherencia y la repetibilidad.

Los datos experimentales confirman la fiabilidad de los sistemas ATE para ensayos de chips de RF

Para validar el rendimiento del sistema de pruebas basado en ATE, el equipo de investigación realizó pruebas exhaustivas de parámetros en múltiples chips RF de navegación GPS. Los resultados mostraron que los indicadores clave, como el ancho de banda del filtro, el punto de compresión de 1 dB de entrada, el ruido de fase, el factor de ruido y el rechazo de imagen, cumplían las expectativas de diseño. El sistema demostró una excelente estabilidad y consistencia en diferentes muestras.

Este logro demuestra que las soluciones de ensayo de chips de RF basadas en ATE no sólo cumplen los requisitos de medición de alta precisión, sino que también admiten la integración con dispositivos periféricos como unidades de control de alta/baja temperatura y alimentadores mecánicos. Esto permite realizar pruebas automatizadas en todos los rangos de temperatura y producir lotes a gran escala, proporcionando un soporte técnico fiable para la producción en masa y el control de calidad de los chips de RF.

Conclusiones: Las pruebas de automatización impulsan la actualización de los chips de RF y sientan las bases del futuro de los terminales de navegación

Como “puerta de entrada de la señal” de los sistemas de navegación, la eficacia y la calidad de las pruebas de los chips de RF repercuten directamente en la competitividad de toda la industria de terminales. La introducción de los sistemas ATE marca el cambio de la “operación manual” a la “integración de sistemas” en las pruebas de chips de RF, y de la “medición de un solo punto” a la “cobertura integral de parámetros”. Esta transición sienta unas bases sólidas para la autonomía, la normalización y el desarrollo de alta calidad de los chips RF de navegación por satélite de China.

Con el amplio despliegue del sistema Beidou de tercera generación y el rápido desarrollo de Internet por satélite de órbita baja, los chips de RF desempeñarán un papel clave en más escenarios de alta precisión y alta dinámica. Las soluciones de pruebas automatizadas y basadas en plataformas se convertirán en un motor crucial que impulsará la innovación tecnológica y la aplicación industrial en el desarrollo de chips de RF.