Chips RF são componentes cruciais nos sistemas de comunicação sem fios e o seu desempenho tem um impacto direto na fiabilidade de toda a ligação de comunicação. Este artigo apresentará sistematicamente três tecnologias-chave para Chip RF testes: tempo de comutação, harmónicos e distorção de intermodulação. Também compararemos a verificação em laboratório com os testes de produção em massa.

1. Teste de tempo de comutação para chips de RF

O tempo de comutação é um parâmetro crítico para medir a velocidade de resposta de Chips RF, O tempo de estabilização da potência do sinal em 90% durante a transição de “ligado” para “desligado” ou vice-versa. Este parâmetro é essencial para Chips RF em sistemas duplex por divisão de frequência (FDD) e duplex por divisão de tempo (TDD).

Método de ensaio laboratorial

Num ambiente de laboratório, os osciloscópios de alta largura de banda são normalmente utilizados para testar o tempo de comutação. Tanto o sinal de controlo como o Chip RF O sinal de saída deve ser captado simultaneamente para medir a diferença de tempo. A largura de banda do osciloscópio é crucial e deve ser 2-5 vezes a frequência mais elevada do sinal para minimizar os erros de amplitude. Quando a frequência do sinal é um terço da largura de banda do osciloscópio, o erro de medição do tempo de subida pode ser controlado dentro de 4,4%.

Otimização de testes de produção em massa

Na produção em massa, a solução de osciloscópio de alto custo não é prática. Em vez disso, utilizamos um analisador de modo digital PXIe-6570 com um transcetor de sinal vetorial (VST) para construir o sistema de teste. Esta solução utiliza plenamente as caraterísticas de elevada sincronização do barramento PXI (com atrasos entre módulos tão baixos como 250 ps), enviando comandos de comutação através do instrumento digital e accionando o VST para recolher os Sinal de RF, calculando assim com exatidão o tempo de comutação. Esta conceção melhora significativamente a eficiência do ensaio e reduz a complexidade do sistema.

2. Teste de harmónicas para chips de RF

Componentes não lineares em Chips RF geram harmónicas, causando radiações espúrias em múltiplos inteiros da frequência fundamental. Os ensaios de harmónicas são essenciais para avaliar as emissões fora de banda de Chips RF.

Método de ensaio

É utilizado um sinal de onda contínua para excitar o Chip RF, e a potência de saída nas frequências harmónicas é medida. Os itens de teste comuns incluem a terceira e a quinta harmónicas. Para medições exactas:

Pode ser utilizado um analisador de sinais para efetuar pesquisas de picos em pontos de frequência esperados.

Em alternativa, o modo de intervalo zero pode ser utilizado para medições de potência de passagem no domínio do tempo.

Produção em massa Testes Implementação

Na produção em massa, um sistema de teste de harmónicas é construído utilizando um VST emparelhado com módulos de alta potência (por exemplo, NI 5534, com potência de saída de 38 dBm). O sinal é amplificado, filtrado e depois introduzido no Chip RF. Após a filtragem da frequência fundamental, os harmónicos do sinal de saída são analisados pelo VST. Esta abordagem assegura uma elevada precisão, maximizando a reutilização do equipamento.

3. Teste de Distorção de Intermodulação para Chips RF

A distorção de intermodulação (IMD) é um importante indicador de não linearidade em Chips RF, afectando especialmente Chips RF que funcionam em várias bandas de frequência.

Base teórica

Quando um Chip RF processa sinais de frequências múltiplas em simultâneo, as suas caraterísticas não lineares geram novos componentes de frequência. Os produtos de intermodulação de terceira ordem (IMD3) são especialmente difíceis de filtrar porque estão próximos da frequência fundamental, afectando significativamente o desempenho do sistema. O ponto de interceção de terceira ordem (IP3/TOI) é um parâmetro-chave utilizado para caraterizar a linearidade de Chips RF e é normalmente calculado.

Configuração e implementação de testes

O teste IMD requer um sinal de excitação de tom duplo, que é combinado utilizando um combinador de potência e alimentado no Chip RF. O painel frontal do software NI-RFSA fornece funções de medição especializadas que identificam automaticamente a frequência fundamental e os produtos de distorção de terceira ordem, calculando o rácio IMD e o IP3. Esta solução integrada simplifica muito o processo de teste para Chips RF.

4. Comparação e resumo das soluções de teste

Item de teste	Solução de laboratório	Solução de produção em massa	Principais vantagens
Hora de mudar	Osciloscópio de alta largura de banda	Analisador de modo digital PXI + VST	Alta sincronização, baixo custo
Ensaio de harmónicas	Analisador de sinais	VST + Módulo de alta potência	Alta potência, reutilização do equipamento
Distorção de intermodulação	Instrumentos RF tradicionais	Analisador RF PXI	Automação, alta precisão

Com o rápido desenvolvimento das tecnologias 5G e IoT, a complexidade da Chips RF continua a aumentar e os requisitos de ensaio estão a tornar-se mais rigorosos. Os métodos de ensaio apresentados neste artigo equilibram eficazmente a precisão e o custo, assegurando simultaneamente Chip RF desempenho, proporcionando um apoio fiável ao desenvolvimento de produtos e à produção em massa.