تراشه‌های RF اجزای حیاتی در سیستم‌های ارتباط بی‌سیم هستند و عملکرد آن‌ها مستقیماً بر قابلیت اطمینان کل لینک ارتباطی تأثیر می‌گذارد. این مقاله به‌طور سیستماتیک سه فناوری کلیدی را برای تراشه RF آزمایش: زمان سوئیچینگ، هارمونیک‌ها و اعوجاج بین‌مدولاسیون. ما همچنین مقایسه خواهیم کرد تأیید آزمایشگاهی را با آزمون تولید انبوه.

1. آزمون زمان سوئیچ برای چیپ‌های RF

زمان سوئیچ یک پارامتر حیاتی برای اندازه‌گیری سرعت پاسخ است. تراشه‌های RF, به‌طور خاص اشاره به زمانی دارد که توان سیگنال در طول گذار از “روشن” به “خاموش” یا بالعکس در 90% تثبیت می‌شود. این پارامتر برای تراشه‌های RF در سیستم‌های دپلکس تقسیم فرکانس (FDD) و دپلکس تقسیم زمانی (TDD).

روش آزمون آزمایشگاهی

در یک محیط آزمایشگاهی، اسیلوسکوپ‌های پهنای‌باند بالا معمولاً برای آزمایش زمان سوئیچ استفاده می‌شوند. هم سیگنال کنترل و هم تراشه RF سیگنال خروجی باید به‌طور همزمان ثبت شود تا اختلاف زمانی اندازه‌گیری گردد. پهنای باند اسیلوسکوپ حیاتی است و باید ۲ تا ۵ برابر بالاترین فرکانس سیگنال باشد تا خطاهای دامنه به حداقل برسند. وقتی فرکانس سیگنال یک‌سوم پهنای باند اسیلوسکوپ باشد، خطای اندازه‌گیری زمان صعود می‌تواند در محدوده ۴.۴۱TP3T کنترل شود.

بهینه‌سازی آزمون تولید انبوه

در تولید انبوه، راه‌حل اسیلوسکوپ پرهزینه عملی نیست. در عوض، ما از تحلیلگر حالت دیجیتال PXIe-6570 همراه با فرستنده–گیرنده سیگنال برداری (VST) برای ساخت سیستم تست استفاده می‌کنیم. این راه‌حل به‌طور کامل از ویژگی‌های بالای همگام‌سازی باس PXI (با تأخیرهای بین ماژول‌ها تا 250 ps) بهره می‌برد، دستورات سوئیچ را از طریق ابزار دیجیتال ارسال می‌کند و VST را برای جمع‌آوری تحریک می‌کند. سیگنال RF, ، بنابراین زمان سوئیچینگ را با دقت محاسبه می‌کند. این طراحی به‌طور قابل‌توجهی کارایی آزمون را بهبود می‌بخشد و پیچیدگی سیستم را کاهش می‌دهد.

2. آزمون هارمونیک برای چیپ‌های RF

موارد غیرخطی در تراشه‌های RF تولید هارمونیک‌ها باعث تابش مزاحم در مضارب صحیح فرکانس پایه می‌شود. آزمون هارمونیکی برای ارزیابی انتشارهای خارج از باند ضروری است. تراشه‌های RF.

روش آزمون

از یک سیگنال موج پیوسته برای برانگیختن ... استفاده می‌شود. تراشه RF, و توان خروجی در فرکانس‌های هارمونیک اندازه‌گیری می‌شود. موارد آزمون رایج شامل هارمونیک‌های سوم و پنجم است. برای اندازه‌گیری‌های دقیق:

می‌توان از تحلیلگر سیگنال برای انجام جستجوی اوج در نقاط فرکانسی مورد انتظار استفاده کرد.

به‌طور جایگزین، می‌توان از حالت بدون دهانه برای اندازه‌گیری توان گیتینگ در حوزه زمانی استفاده کرد.

پیاده‌سازی آزمون تولید انبوه

در تولید انبوه، یک سیستم آزمون هارمونیک با استفاده از یک VST همراه با ماژول‌های پرقدرت (مثلاً NI 5534 با توان خروجی ۳۸ دسی‌بل مگاوات) ساخته می‌شود. سیگنال تقویت و فیلتر شده و سپس به ورودی تراشه RF. پس از حذف فرکانس پایه، هارمونیک‌های سیگنال خروجی توسط VST تحلیل می‌شوند. این روش دقت بالا را تضمین می‌کند و در عین حال حداکثر استفاده مجدد از تجهیزات را ممکن می‌سازد.

3. آزمایش اعوجاج بین‌مدولی برای چیپ‌های RF

تحریف بین‌مدولی (IMD) شاخص مهمی از غیرخطی بودن در تراشه‌های RF, ، به‌ویژه تأثیرگذار تراشه‌های RF که در باندهای فرکانسی متعدد فعالیت می‌کنند.

پایهٔ نظری

وقتی یک تراشه RF این سیگنال‌های چندفرکانسی را به‌طور هم‌زمان پردازش می‌کند و ویژگی‌های غیرخطی آن اجزای فرکانسی جدید تولید می‌کنند. محصولات بین‌مدولاسیون درجه سوم (IMD3) به‌ویژه دشوار برای فیلتر کردن هستند زیرا به فرکانس پایه نزدیک‌اند و تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد سیستم دارند. نقطه تلاقی درجه سوم (IP3/TOI) یک پارامتر کلیدی است که برای توصیف خطی بودن به‌کار می‌رود. تراشه‌های RF و معمولاً محاسبه می‌شود.

راه‌اندازی و پیاده‌سازی آزمون

آزمایش IMD به یک سیگنال تحریک دو‌تنه نیاز دارد که با استفاده از یک ترکیب‌کننده توان ترکیب شده و به داخل تراشه RF. پنل جلویی نرم‌افزار NI-RFSA توابع اندازه‌گیری تخصصی‌ای را فراهم می‌کند که به‌طور خودکار فرکانس پایه و محصولات اعوجاج مرتبه سوم را شناسایی کرده و نسبت IMD و IP3 را محاسبه می‌کند. این راه‌حل یکپارچه فرایند آزمون را به‌طور چشمگیری ساده می‌سازد. تراشه‌های RF.

4. مقایسه و خلاصهٔ راه‌حل‌های آزمون

آیتم آزمون	راه حل آزمایشگاهی	راه حل تولید انبوه	مزایای کلیدی
زمان تعویض	اسیلوسکوپ پهنای‌باند بالا	آنالیزور حالت دیجیتال PXI + VST	همگام‌سازی بالا، هزینهٔ کم
آزمون هارمونیک	آنالیزگر سیگنال	VST + ماژول پرقدرت	توان بالا، استفاده مجدد از تجهیزات
تحریف بین‌مدولی	ابزارهای RF سنتی	آنالیزور RF PXI	اتوماسیون، دقت بالا

با توسعه سریع فناوری‌های 5G و اینترنت اشیاء، پیچیدگی تراشه‌های RF مستمر افزایش می‌یابد و الزامات آزمون سخت‌گیرانه‌تر می‌شوند. روش‌های آزمون معرفی‌شده در این مقاله به‌طور مؤثر بین دقت و هزینه تعادل برقرار می‌کنند و در عین حال تضمین می‌کنند تراشه RF عملکرد، با ارائه پشتیبانی قابل اعتماد برای توسعه محصول و تولید انبوه.