chips de RF son componentes cruciales en los sistemas de comunicación inalámbrica, y su rendimiento repercute directamente en la fiabilidad de todo el enlace de comunicación. En este artículo se presentan sistemáticamente tres tecnologías clave para chip RF pruebas: tiempo de conmutación, armónicos y distorsión por intermodulación. También compararemos la verificación en laboratorio con las pruebas de producción en serie.

1. Pruebas de tiempo de conmutación para chips de RF

El tiempo de conmutación es un parámetro crítico para medir la velocidad de respuesta del chips de RF, referido concretamente al tiempo que tarda la potencia de la señal en estabilizarse en 90% durante la transición de “encendido” a “apagado” o viceversa. Este parámetro es esencial para chips de RF en sistemas dúplex por división de frecuencia (FDD) y dúplex por división de tiempo (TDD).

Método de ensayo en laboratorio

En un entorno de laboratorio, se suelen utilizar osciloscopios de gran ancho de banda para comprobar el tiempo de conmutación. Tanto la señal de control como la chip RF La señal de salida debe capturarse simultáneamente para medir la diferencia de tiempo. El ancho de banda del osciloscopio es crucial y debe ser de 2 a 5 veces la frecuencia de señal más alta para minimizar los errores de amplitud. Cuando la frecuencia de la señal es un tercio del ancho de banda del osciloscopio, el error de medición del tiempo de subida puede controlarse dentro de 4,4%.

Optimización de las pruebas de producción en serie

En la producción en serie, la solución del osciloscopio de alto coste no resulta práctica. En su lugar, utilizamos un analizador de modo digital PXIe-6570 con un transceptor vectorial de señales (VST) para construir el sistema de pruebas. Esta solución aprovecha al máximo las características de alta sincronización del bus PXI (con retardos entre módulos tan bajos como 250 ps), enviando comandos de conmutación a través del instrumento digital y disparando el VST para recoger los Señal de RF, calculando así con precisión el tiempo de conmutación. Este diseño mejora notablemente la eficacia de las pruebas y reduce la complejidad del sistema.

2. Pruebas de armónicos para chips de RF

Componentes no lineales en chips de RF generan armónicos que provocan radiaciones espurias en múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Las pruebas de armónicos son esenciales para evaluar las emisiones fuera de banda de chips de RF.

Método de ensayo

Se utiliza una señal de onda continua para excitar el chip RF, y se mide la potencia de salida en frecuencias armónicas. Entre los elementos de prueba habituales se incluyen el tercer y el quinto armónicos. Para obtener mediciones precisas:

Se puede utilizar un analizador de señales para realizar búsquedas de picos en los puntos de frecuencia esperados.

Alternativamente, puede utilizarse el modo de intervalo cero para las mediciones de potencia de gating en el dominio del tiempo.

Realización de pruebas de producción en serie

En la producción en masa, se construye un sistema de pruebas de armónicos utilizando un VST emparejado con módulos de alta potencia (por ejemplo, NI 5534, con una potencia de salida de 38 dBm). La señal se amplifica, se filtra y luego se introduce en el chip RF. Tras filtrar la frecuencia fundamental, el VST analiza los armónicos de la señal de salida. Este enfoque garantiza una gran precisión al tiempo que maximiza la reutilización del equipo.

3. Pruebas de distorsión de intermodulación para chips de RF

La distorsión por intermodulación (IMD) es un importante indicador de la no linealidad en chips de RF, que afecta especialmente a chips de RF que operan en varias bandas de frecuencia.

Bases teóricas

Cuando un chip RF procesa varias señales de frecuencia simultáneamente, sus características no lineales generan nuevos componentes de frecuencia. Los productos de intermodulación de tercer orden (IMD3) son especialmente difíciles de filtrar porque están cerca de la frecuencia fundamental, lo que afecta significativamente al rendimiento del sistema. El punto de intercepción de tercer orden (IP3/TOI) es un parámetro clave para caracterizar la linealidad de un sistema. chips de RF y se suele calcular.

Configuración y realización de las pruebas

Las pruebas de IMD requieren una señal de excitación de doble tono, que se combina utilizando un combinador de potencia y se introduce en el chip RF. El panel frontal del software NI-RFSA proporciona funciones de medida especializadas que identifican automáticamente la frecuencia fundamental y los productos de distorsión de tercer orden, calculando la relación IMD y el IP3. Esta solución integrada simplifica enormemente el proceso de pruebas para chips de RF.

4. Comparación y resumen de las soluciones de ensayo

Elemento de prueba	Solución de laboratorio	Solución de producción en serie	Principales ventajas
Cambiar de hora	Osciloscopio de gran ancho de banda	Analizador de modo digital PXI + VST	Alta sincronización, bajo coste
Pruebas de armónicos	Analizador de señales	VST + Módulo de alta potencia	Alta potencia, reutilización de equipos
Distorsión por intermodulación	Instrumentos de radiofrecuencia tradicionales	Analizador RF PXI	Automatización, alta precisión

Con el rápido desarrollo de las tecnologías 5G e IoT, la complejidad de la chips de RF sigue aumentando y los requisitos de las pruebas son cada vez más estrictos. Los métodos de ensayo presentados en este artículo equilibran eficazmente la precisión y el coste, al tiempo que garantizan chip RF rendimiento, proporcionando un apoyo fiable para el desarrollo de productos y la producción en serie.