چیپ‌های RF اجزای حیاتی در سیستم‌های مدرن ارتباطی، راداری و ناوبری هستند، زیرا عملکرد آن‌ها مستقیماً کیفیت ارتباط و قابلیت اطمینان کل دستگاه را تعیین می‌کند. با این حال، به دلیل فرکانس‌های بالا و پارامترهای پیچیدهٔ چیپ‌های RF, روش‌های آزمون سنتی که به تعویض دستی کابل‌ها و ابزارها متکی هستند، از کارایی پایین و ثبات ضعیف رنج می‌برند. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، توسعه روش‌های کارآمد و خودکار چیپ‌های RF تست پلتفرم‌ها به یک نیاز مبرم برای صنعت تبدیل شده است.

چالش‌ها در آزمون تراشه‌های RF و نیاز به اتوماسیون

با کاربرد گستردهٔ چیپ‌های RF در حوزه 5G، اینترنت اشیاء (IoT) و ارتباطات ماهواره‌ای، پروژه‌های آزمایشی به‌طور فزاینده‌ای متنوع شده‌اند و نیازمند دقت و کارایی بالاتری هستند. روش‌های سنتی آزمون اغلب نیازمند چندین اتصال به منابع سیگنال، تحلیلگرهای طیف، تحلیلگرهای شبکه برداری و سایر دستگاه‌ها هستند. این فرایند دست‌وپاگیر است و مستعد خطای انسانی می‌باشد. در سناریوهای پیچیده آزمون که شامل پارامترها و نقاط فرکانسی متعدد هستند، روش‌های سنتی در برآورده کردن نیازهای تولید انبوه و تأیید سریع با مشکل مواجه می‌شوند.

بنابراین، توسعه یک پلتفرم آزمون خودکار که بتواند به‌طور خودکار لینک‌های آزمون را تعویض کند، ابزارها را کنترل نماید و داده‌ها را به‌صورت بلادرنگ پردازش کند، برای بهبود کارایی آزمون چیپ‌های RF و تضمین یکنواختی محصول.

۲. معماری سیستم و فناوری‌های کلیدی پلتفرم تست خودکار

این مقاله یک پلتفرم تست خودکار را برای چیپ‌های RF مبتنی بر یک ماتریس سوئیچ. این سیستم کنترل اتصال سخت‌افزاری و مدیریت زمان‌بندی نرم‌افزاری را یکپارچه می‌کند و از پیکربندی دستگاه تا خروجی داده، اتوماسیون کامل را محقق می‌سازد.

۱. ساخت پلتفرم سخت‌افزاری

هستهٔ پلتفرم تست یک کامپیوتر است که منبع سیگنال و آنالیزور طیف را از طریق باس GPIB متصل می‌کند و کنترل می‌کند. چیپ‌های RF از طریق یک رابط سریال برای مدیریت ماتریس سوئیچ RF. ماتریس سوئیچ به‌عنوان “هاب کنترل” سیستم عمل می‌کند، با چندین پورت RF و یک شبکه سوئیچینگ داخلی که از مسیریابی انعطاف‌پذیر سیگنال پشتیبانی می‌کند. برای مثال، هنگام آزمایش باند S چیپ فرکانس رادیویی, این پلتفرم می‌تواند آزمایش پارامترهای لینک ارسال و دریافت را بدون سیم‌کشی مجدد انجام دهد و به طور قابل توجهی تجهیزات مورد نیاز و زمان آزمایش را کاهش دهد.

۲. طراحی سیستم نرم‌افزاری

نرم‌افزار سیستم به زبان پاسکال توسعه یافته و امکاناتی مانند مدیریت درایور دستگاه، کنترل فرآیند تست و ذخیره‌سازی خودکار داده‌ها را ارائه می‌دهد. کاربران می‌توانند آیتم‌های تست (مانند توان خروجی، ضریب نویز و غیره) را برای تست خودکار با یک کلیک پیکربندی کنند. این نرم‌افزار همچنین از ارتباط SPI پشتیبانی می‌کند و امکان پیکربندی خواندن و نوشتن را فراهم می‌آورد. چیپ‌های RF ثبت‌های داخلی، تطبیق با حالت‌های عملیاتی و نقاط فرکانسی مختلف.

۳. مثال فرآیند آزمون

آزمایش انتقال: منبع سیگنال یک سیگنال فرکانس میانی (IF) را ورودی می‌دهد که توسط … پردازش می‌شود. چیپ فرکانس رادیویی و سیگنال RF را خروجی می‌دهد. آنالیزور طیف توان را اندازه‌گیری می‌کند.

آزمون پذیرش: یک سیگنال RF مشخص ورودی می‌شود و خروجی IF اندازه‌گیری می‌شود تا ضریب نویز محاسبه شود.

در طول فرایند، ماتریس سوئیچ به‌طور خودکار لینک‌ها را بر اساس منطق از پیش تعیین‌شده سوئیچ می‌کند و پارامترهای ابزار و جمع‌آوری داده‌ها توسط نرم‌افزار کنترل می‌شوند.

۳. مزایا و ارزش پلتفرم

این پلتفرم آزمون خودکار در چندین بعد مزایای قابل‌توجهی را نشان می‌دهد:

کارایی بالا: ماتریس سوئیچ امکان تعویض چندلینک یکپارچه را فراهم می‌کند و با جلوگیری از سیم‌کشی مکرر، زمان آزمون را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

دقت بالا: سیستم به‌طور خودکار تلفات کابل و سوئیچ را کالیبره می‌کند و دقت داده‌ها را بهبود می‌بخشد.

قابلیت توسعه قوی: معماری پلتفرم انعطاف‌پذیر است و آن را برای نیازهای تست مختلف قابل تطبیق می‌سازد. چیپ‌های RF, ، پشتیبانی از تست موازی دسته‌ای.

مدیریت خودکار داده‌ها: نتایج آزمون‌ها به‌طور خودکار در قالب‌هایی مانند اکسل ذخیره می‌شوند که ردیابی و تحلیل را تسهیل می‌کند.

این پلتفرم نه تنها برای اعتبارسنجی پژوهش و توسعه مناسب است، بلکه برای چیپ‌های RF کنترل عملکرد در فرآیند تولید، تضمین کیفیت و قابلیت اطمینان محصول.

۴. نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده

برقرار کردن یک سیستم خودکار چیپ‌های RF پلتفرم تست راه‌حلی مؤثر برای چالش‌های تست تراشه‌های چندپارامتری با فرکانس بالا است. رویکرد یکپارچه مبتنی بر ماتریس‌های سوئیچ و برنامه‌نویسی پاسکال در کاربردهای دنیای واقعی پایداری و انعطاف‌پذیری خوبی را نشان داد.

با نگاه به آینده، به عنوان چیپ‌های RF با ادامهٔ روند تکامل به سمت فرکانس‌های بالاتر و معماری‌های پیچیده‌تر، پلتفرم‌های تست نیز باید تکامل یابند. یکپارچه‌سازی هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی تست، پیش‌بینی خطا و پذیرش فناوری‌های باس سریع‌تر و ابزارهای مدولار کلید نسل بعدی خواهد بود. چیپ‌های RF سیستم‌های آزمایشی. غلبه بر این گلوگاه‌های آزمایشی، پایه‌ای محکم برای ارتقای عملکرد و جایگزینی داخلی چیپ‌های RF.