Chip RF là những thành phần quan trọng trong các hệ thống truyền thông không dây, và hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của toàn bộ liên kết truyền thông. Bài viết này sẽ giới thiệu một cách có hệ thống ba công nghệ chính cho Chip RF Kiểm tra: thời gian chuyển mạch, sóng hài và méo giao thoa. Chúng tôi cũng sẽ so sánh kết quả xác minh trong phòng thí nghiệm với kết quả kiểm tra trong sản xuất hàng loạt.

1. Thử nghiệm thời gian chuyển mạch cho chip RF

Thời gian chuyển mạch là một thông số quan trọng để đo lường tốc độ phản hồi của Chip RF, cụ thể là thời gian cần thiết để công suất tín hiệu ổn định ở mức 90% trong quá trình chuyển đổi từ trạng thái “bật” sang “tắt” hoặc ngược lại. Thông số này là yếu tố quan trọng đối với Chip RF trong các hệ thống song công phân chia tần số (FDD) và song công phân chia thời gian (TDD).

Phương pháp thử nghiệm trong phòng thí nghiệm

Trong môi trường phòng thí nghiệm, các máy hiện sóng băng thông rộng thường được sử dụng để kiểm tra thời gian chuyển mạch. Cả tín hiệu điều khiển và Chip RF Tín hiệu đầu ra phải được ghi lại đồng thời để đo chênh lệch thời gian. Dải tần của máy hiện sóng là yếu tố quan trọng và nên gấp 2–5 lần tần số tín hiệu cao nhất để giảm thiểu sai số về biên độ. Khi tần số tín hiệu bằng một phần ba dải tần của máy hiện sóng, sai số đo thời gian tăng có thể được kiểm soát trong khoảng 4,4%.

Tối ưu hóa kiểm thử trong sản xuất hàng loạt

Trong sản xuất hàng loạt, giải pháp sử dụng máy hiện sóng có chi phí cao là không thực tế. Thay vào đó, chúng tôi sử dụng máy phân tích chế độ số PXIe-6570 kết hợp với bộ thu phát tín hiệu vectơ (VST) để xây dựng hệ thống thử nghiệm. Giải pháp này tận dụng tối đa đặc tính đồng bộ hóa cao của bus PXI (với độ trễ giữa các mô-đun chỉ 250 ps), gửi lệnh chuyển mạch qua thiết bị số và kích hoạt VST để thu thập Tín hiệu RF, từ đó tính toán chính xác thời gian chuyển mạch. Thiết kế này giúp nâng cao đáng kể hiệu quả thử nghiệm và giảm bớt độ phức tạp của hệ thống.

2. Kiểm tra hài cho chip RF

Các thành phần phi tuyến trong Chip RF tạo ra các sóng hài, gây ra bức xạ không mong muốn ở các bội số nguyên của tần số cơ bản. Thử nghiệm sóng hài là rất cần thiết để đánh giá các phát xạ ngoài dải tần của Chip RF.

Phương pháp thử nghiệm

Một tín hiệu sóng liên tục được sử dụng để kích thích Chip RF, và công suất đầu ra ở các tần số hài được đo. Các mục kiểm tra thông thường bao gồm hài thứ ba và thứ năm. Để có kết quả đo chính xác:

Máy phân tích tín hiệu có thể được sử dụng để tìm kiếm các đỉnh tại các tần số dự kiến.

Ngoài ra, chế độ zero-span có thể được sử dụng để đo công suất với bộ lọc thời gian.

Triển khai kiểm thử trong sản xuất hàng loạt

Trong sản xuất hàng loạt, hệ thống kiểm tra sóng hài được xây dựng bằng cách sử dụng một VST kết hợp với các mô-đun công suất cao (ví dụ: NI 5534, với công suất đầu ra 38 dBm). Tín hiệu được khuếch đại, lọc và sau đó được đưa vào Chip RF. Sau khi lọc bỏ tần số cơ bản, các thành phần hài của tín hiệu đầu ra sẽ được phân tích bằng VST. Phương pháp này đảm bảo độ chính xác cao đồng thời tối ưu hóa việc tái sử dụng thiết bị.

3. Thử nghiệm méo do giao thoa cho chip tần số vô tuyến

Độ méo do giao thoa (IMD) là một chỉ số quan trọng phản ánh tính phi tuyến trong Chip RF, đặc biệt là ảnh hưởng đến Chip RF hoạt động trên nhiều dải tần số.

Cơ sở lý thuyết

Khi một Chip RF xử lý đồng thời nhiều tín hiệu tần số, các đặc tính phi tuyến của nó tạo ra các thành phần tần số mới. Các sản phẩm giao thoa bậc ba (IMD3) đặc biệt khó lọc bỏ vì chúng nằm gần tần số cơ bản, gây ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hệ thống. Điểm giao thoa bậc ba (IP3/TOI) là một thông số quan trọng được sử dụng để đánh giá độ tuyến tính của Chip RF và thường được tính toán.

Thiết lập và triển khai thử nghiệm

Thử nghiệm IMD yêu cầu tín hiệu kích thích hai tần số, được kết hợp bằng bộ ghép công suất và đưa vào Chip RF. Bảng điều khiển phía trước của phần mềm NI-RFSA cung cấp các chức năng đo lường chuyên dụng giúp tự động xác định tần số cơ bản và các sản phẩm méo thứ ba, đồng thời tính toán tỷ lệ IMD và IP3. Giải pháp tích hợp này giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình kiểm tra cho Chip RF.

4. So sánh và tóm tắt các giải pháp kiểm thử

Câu hỏi thi	Giải pháp phòng thí nghiệm	Giải pháp sản xuất hàng loạt	Những ưu điểm nổi bật
Thời gian chuyển đổi	Máy hiện sóng băng thông rộng	Máy phân tích chế độ kỹ thuật số PXI + VST	Độ đồng bộ cao, chi phí thấp
Kiểm tra hài	Máy phân tích tín hiệu	VST + Mô-đun công suất cao	Công suất cao, tái sử dụng thiết bị
Độ méo do giao thoa	Các thiết bị RF truyền thống	Máy phân tích tần số vô tuyến PXI	Tự động hóa, độ chính xác cao

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ 5G và IoT, mức độ phức tạp của Chip RF tiếp tục gia tăng, và các yêu cầu về thử nghiệm ngày càng trở nên khắt khe hơn. Các phương pháp thử nghiệm được giới thiệu trong bài viết này giúp cân bằng hiệu quả giữa độ chính xác và chi phí đồng thời đảm bảo Chip RF hiệu suất, mang lại sự hỗ trợ đáng tin cậy cho quá trình phát triển sản phẩm và sản xuất hàng loạt.