RF-chips zijn cruciale componenten in draadloze communicatiesystemen en hun prestaties hebben een directe invloed op de betrouwbaarheid van de volledige communicatieverbinding. In dit artikel worden drie belangrijke technologieën voor RF-chip testen: schakeltijd, harmonischen en intermodulatievervorming. We vergelijken ook laboratoriumtests met massaproductietests.

1. Schakeltijd testen voor RF-chips

Schakeltijd is een kritieke parameter om de reactiesnelheid van RF-chips, Dit heeft specifiek betrekking op de tijd die het signaalvermogen nodig heeft om zich te stabiliseren op 90% tijdens de overgang van “aan” naar “uit” of omgekeerd. Deze parameter is essentieel voor RF-chips in frequency division duplex (FDD) en time division duplex (TDD) systemen.

Laboratoriumtestmethode

In een laboratoriumomgeving worden oscilloscopen met hoge bandbreedte meestal gebruikt om schakeltijden te testen. Zowel het stuursignaal als het RF-chip uitgangssignaal gelijktijdig worden vastgelegd om het tijdsverschil te meten. De bandbreedte van de oscilloscoop is cruciaal en moet 2-5 maal de hoogste signaalfrequentie zijn om amplituderefouten te minimaliseren. Als de signaalfrequentie een derde van de bandbreedte van de oscilloscoop is, kan de fout in de stijgtijdmeting binnen 4,4% worden gehouden.

Optimalisatie massaproductie testen

In massaproductie is de dure oscilloscoopoplossing niet praktisch. In plaats daarvan gebruiken we een PXIe-6570 digital mode analyzer met een vectorsignaalzendontvanger (VST) om het testsysteem op te bouwen. Deze oplossing maakt volledig gebruik van de hoge synchronisatiekenmerken van de PXI-bus (met intermodulevertragingen van slechts 250 ps), waarbij schakelcommando's via het digitale instrument worden verzonden en de VST wordt getriggerd om de signalen te verzamelen. RF-signaal, waardoor de schakeltijd nauwkeurig wordt berekend. Dit ontwerp verbetert de testefficiëntie aanzienlijk en vermindert de complexiteit van het systeem.

2. Harmonische testen voor RF-chips

Niet-lineaire componenten in RF-chips harmonischen genereren, die ongewenste straling veroorzaken bij gehele veelvouden van de fundamentele frequentie. Het testen van harmonischen is essentieel voor het evalueren van de out-of-band emissies van RF-chips.

Testmethode

Er wordt een continu golfsignaal gebruikt om de RF-chip, en het uitgangsvermogen bij harmonische frequenties wordt gemeten. Veel voorkomende testpunten zijn de derde en vijfde harmonische. Voor nauwkeurige metingen:

Een signaalanalysator kan gebruikt worden om pieken te zoeken op verwachte frequentiepunten.

Als alternatief kan de zero-span modus gebruikt worden voor time-domain gating vermogensmetingen.

Uitvoering massaproductie testen

In massaproductie wordt een harmonisch testsysteem gebouwd met behulp van een VST in combinatie met krachtige modules (bijvoorbeeld NI 5534, met een uitgangsvermogen van 38 dBm). Het signaal wordt versterkt, gefilterd en vervolgens ingevoerd in de RF-chip. Na het uitfilteren van de fundamentele frequentie worden de harmonischen van het uitgangssignaal geanalyseerd door de VST. Deze aanpak garandeert een hoge nauwkeurigheid terwijl de apparatuur maximaal wordt hergebruikt.

3. Intermodulatie vervormingstesten voor RF-chips

Intermodulatievervorming (IMD) is een belangrijke indicator van niet-lineariteit in RF-chips, vooral van invloed op RF-chips die op meerdere frequentiebanden werken.

Theoretische basis

Wanneer een RF-chip meerdere frequentiesignalen tegelijkertijd verwerkt, genereren de niet-lineaire eigenschappen nieuwe frequentiecomponenten. De derde-orde intermodulatieproducten (IMD3) zijn vooral een uitdaging om uit te filteren omdat ze dicht bij de fundamentele frequentie liggen, wat de systeemprestaties aanzienlijk beïnvloedt. Het derde-orde-onderscheppingspunt (IP3/TOI) is een belangrijke parameter die gebruikt wordt om de lineariteit van RF-chips en wordt meestal berekend.

Testinstellingen en implementatie

Voor IMD-tests is een tweetonig excitatiesignaal nodig, dat wordt gecombineerd met een vermogenstransformator en naar het RF-chip. Het frontpaneel van de NI-RFSA software biedt gespecialiseerde meetfuncties die automatisch de fundamentele frequentie en derde-orde vervormingsproducten identificeren en de IMD-verhouding en IP3 berekenen. Deze geïntegreerde oplossing vereenvoudigt het testproces voor RF-chips.

4. Vergelijking en samenvatting van testoplossingen

Item testen	Laboratoriumoplossing	Oplossing voor massaproductie	Belangrijkste voordelen
Schakeltijd	Oscilloscoop met hoge bandbreedte	PXI digitale modus analyzer + VST	Hoge synchronisatie, lage kosten
Harmonische testen	Signaalanalysator	VST + Krachtmodule	Hoog vermogen, hergebruik van apparatuur
Intermodulatie Vervorming	Traditionele RF-instrumenten	PXI RF-analyzer	Automatisering, hoge precisie

Met de snelle ontwikkeling van 5G- en IoT-technologieën wordt de complexiteit van RF-chips blijft toenemen en de testvereisten worden steeds strenger. De testmethoden die in dit artikel worden geïntroduceerd, zorgen voor een effectieve balans tussen precisie en kosten, terwijl ze tegelijkertijd het volgende garanderen RF-chip prestaties en biedt betrouwbare ondersteuning voor productontwikkeling en massaproductie.