ชิป RF เป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างยิ่งในระบบสื่อสารไร้สาย และประสิทธิภาพของพวกมันมีผลกระทบโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของลิงค์สื่อสารทั้งหมด บทความนี้จะแนะนำอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับเทคโนโลยีหลักสามประการสำหรับ ชิป RF การทดสอบ: เวลาสวิตช์, ฮาร์มอนิกส์, และการบิดเบือนจากการแทรกสอดของคลื่นความถี่. เราจะเปรียบเทียบการตรวจสอบในห้องปฏิบัติการกับการทดสอบการผลิตจำนวนมาก.

1. การทดสอบเวลาสลับสำหรับชิป RF

เวลาสวิตช์เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการวัดความเร็วในการตอบสนองของ ชิป RF, โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หมายถึงระยะเวลาที่สัญญาณต้องใช้เพื่อให้กำลังสัญญาณคงที่ที่ 90% ระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะ “เปิด” เป็น “ปิด” หรือในทางกลับกัน พารามิเตอร์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ ชิป RF ในระบบแบ่งความถี่สองทาง (FDD) และระบบแบ่งเวลาสองทาง (TDD).

วิธีการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

ในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการ ออสซิลโลสโคปที่มีแบนด์วิธสูงมักใช้สำหรับการทดสอบเวลาสวิตช์ ทั้งสัญญาณควบคุมและ ชิป RF สัญญาณเอาต์พุตต้องถูกจับพร้อมกันเพื่อวัดความแตกต่างของเวลา ความกว้างของแถบความถี่ของออสซิลโลสโคปมีความสำคัญอย่างยิ่ง และควรเป็น 2–5 เท่าของความถี่สัญญาณสูงสุดเพื่อลดข้อผิดพลาดของแอมพลิจูด เมื่อความถี่สัญญาณเป็นหนึ่งในสามของความกว้างของแถบความถี่ของออสซิลโลสโคป ข้อผิดพลาดในการวัดเวลาการขึ้นสามารถควบคุมได้ภายใน 4.4%.

การเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบการผลิตจำนวนมาก

ในการผลิตจำนวนมาก โซลูชันออสซิลโลสโคปที่มีต้นทุนสูงนั้นไม่เหมาะสม ในทางกลับกัน เราใช้เครื่องวิเคราะห์โหมดดิจิทัล PXIe-6570 พร้อมทรานซีฟเวอร์สัญญาณเวกเตอร์ (VST) เพื่อสร้างระบบทดสอบ โซลูชันนี้ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการซิงโครไนซ์สูงของบัส PXI อย่างเต็มที่ (โดยมีความล่าช้าระหว่างโมดูลต่ำสุดเพียง 250 เพนตเซค) ส่งคำสั่งสวิตช์ผ่านเครื่องมือดิจิทัลและกระตุ้น VST เพื่อรวบรวมข้อมูล สัญญาณ RF, ดังนั้นจึงคำนวณเวลาสลับได้อย่างแม่นยำ การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบอย่างมากและลดความซับซ้อนของระบบ.

2. การทดสอบฮาร์มอนิกสำหรับชิป RF

องค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้นใน ชิป RF สร้างฮาร์มอนิกส์ ซึ่งทำให้เกิดการแผ่รังสีที่ไม่พึงประสงค์ที่ค่าความถี่ที่เป็นจำนวนเต็มคูณของความถี่พื้นฐาน การทดสอบฮาร์มอนิกส์มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประเมินการแผ่รังสีนอกย่านความถี่ของ ชิป RF.

วิธีการทดสอบ

สัญญาณคลื่นต่อเนื่องถูกใช้เพื่อกระตุ้น ชิป RF, และกำลังไฟฟ้าที่ 출력ที่ความถี่ฮาร์มอนิกจะถูกวัด. รายการทดสอบที่พบบ่อย ได้แก่ ฮาร์มอนิกที่สามและที่ห้า. สำหรับการวัดที่แม่นยำ:

เครื่องวิเคราะห์สัญญาณสามารถใช้เพื่อทำการค้นหาค่าสูงสุดที่จุดความถี่ที่คาดไว้ได้.

หรือสามารถใช้งานโหมดศูนย์สแปนสำหรับการวัดพลังงานแบบเกตติ้งในโดเมนเวลา.

การทดสอบการผลิตจำนวนมาก

ในการผลิตจำนวนมาก ระบบทดสอบฮาร์มอนิกถูกสร้างขึ้นโดยใช้ VST ที่จับคู่กับโมดูลกำลังสูง (เช่น NI 5534 ที่มีกำลังขับ 38 dBm) สัญญาณจะถูกขยาย แฟลเตอร์ และจากนั้นนำเข้าสู่ ชิป RF. หลังจากกรองความถี่พื้นฐานออกไปแล้ว สัญญาณขาออกจะถูกวิเคราะห์ฮาร์มอนิกโดย VST วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจในความแม่นยำสูงในขณะที่เพิ่มการใช้ซ้ำของอุปกรณ์ให้สูงสุด.

3. การทดสอบความเพี้ยนแบบอินเตอร์มอดูเลชันสำหรับชิป RF

การบิดเบือนแบบอินเตอร์มอดูเลชัน (IMD) เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความไม่เป็นเชิงเส้นใน ชิป RF, โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งผลกระทบต่อ ชิป RF ที่ทำงานในหลายย่านความถี่.

พื้นฐานทางทฤษฎี

เมื่อใดที่ ชิป RF ประมวลผลสัญญาณความถี่หลายสัญญาณพร้อมกัน คุณลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นของมันสร้างองค์ประกอบความถี่ใหม่ ผลิตภัณฑ์การมอดูเลตข้ามลำดับที่สาม (IMD3) เป็นสิ่งที่ท้าทายในการกรองออกเป็นพิเศษเนื่องจากอยู่ใกล้กับความถี่พื้นฐาน ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบอย่างมีนัยสำคัญ จุดตัดลำดับที่สาม (IP3/TOI) เป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ใช้ในการอธิบายลักษณะเชิงเส้นของ ชิป RF และโดยทั่วไปจะคำนวณ.

การตั้งค่าและการดำเนินการทดสอบ

การทดสอบ IMD ต้องการสัญญาณกระตุ้นแบบสองโทน ซึ่งถูกผสมกันโดยใช้ตัวรวมกำลังและป้อนเข้าสู่ ชิป RF. แผงควบคุมด้านหน้าของซอฟต์แวร์ NI-RFSA มีฟังก์ชันการวัดเฉพาะทางที่สามารถระบุความถี่พื้นฐานและผลิตภัณฑ์ความเพี้ยนอันดับสามได้โดยอัตโนมัติ พร้อมทั้งคำนวณอัตราส่วน IMD และ IP3 โซลูชันแบบบูรณาการนี้ช่วยให้กระบวนการทดสอบง่ายขึ้นอย่างมากสำหรับ ชิป RF.

4. การเปรียบเทียบและสรุปโซลูชันการทดสอบ

รายการทดสอบ	สารละลายในห้องปฏิบัติการ	โซลูชันการผลิตจำนวนมาก	ข้อได้เปรียบหลัก
เวลาสลับ	ออสซิลโลสโคปแบนด์วิธสูง	เครื่องวิเคราะห์โหมดดิจิทัล PXI + VST	การซิงโครไนซ์สูง, ต้นทุนต่ำ
การทดสอบฮาร์มอนิก	เครื่องวิเคราะห์สัญญาณ	VST + โมดูลกำลังสูง	กำลังสูง, การนำอุปกรณ์กลับมาใช้ใหม่
การบิดเบือนแบบอินเตอร์มอดูเลชัน	เครื่องมือ RF แบบดั้งเดิม	เครื่องวิเคราะห์ RF แบบ PXI	ระบบอัตโนมัติ, ความแม่นยำสูง

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี 5G และ IoT ความซับซ้อนของ ชิป RF ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และข้อกำหนดในการทดสอบก็มีความเข้มงวดมากขึ้น วิธีการทดสอบที่นำเสนอในบทความนี้สามารถสร้างสมดุลระหว่างความแม่นยำและต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ยังคงมั่นใจได้ถึง ชิป RF ประสิทธิภาพ, ให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้สำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการผลิตจำนวนมาก.