我們發(fā)布了射頻芯片測(cè)試重要性的文章后?插入損耗、隔離度、開關(guān)時(shí)間、諧波……哪個(gè)是射頻開關(guān)測(cè)試痛點(diǎn)？就有粉絲在后臺(tái)問(wèn)，在射頻芯片測(cè)試中一頭霧水，能不能具體講解下各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目？小編正有此意，今天先跟大家講解下插入損耗、隔離度和駐波比這三個(gè)非常重要的射頻芯片測(cè)試項(xiàng)目。

#NI 半導(dǎo)體測(cè)試測(cè)試方案大集結(jié)#

插入損耗Insertion Loss

對(duì)于很多射頻無(wú)源器件來(lái)說(shuō)，插入損耗是其中一個(gè)關(guān)鍵的測(cè)試項(xiàng)目。在一個(gè)系統(tǒng)之中，由于某個(gè)器件的插入而發(fā)生的功率的損耗便是插入損耗，通常插入損耗由dB來(lái)表示。

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于射頻器件來(lái)說(shuō)，如果在器件插入之前傳輸給負(fù)載的功率是 ，插入之后負(fù)載接收到的功率是，則以dB為單位的插入損耗由下式給出公式：

作為射頻開關(guān)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，每個(gè)開關(guān)都會(huì)存在一些寄生電容、寄生電感、寄生電阻等。在開關(guān)做信號(hào)路由的時(shí)候，這些寄生元件會(huì)直接將信號(hào)進(jìn)行衰減和降低。而這些寄生元件隨著輸入信號(hào)頻率的變化引起功率損耗，因此對(duì)于射頻開關(guān)來(lái)說(shuō)在不同頻率下進(jìn)行插入損耗測(cè)試是必要的一步。

使用NI VST矢量信號(hào)收發(fā)儀測(cè)試插入損耗

對(duì)于射頻開關(guān)進(jìn)行插入損耗測(cè)試的時(shí)候，可以使用NI VST矢量信號(hào)收發(fā)儀進(jìn)行測(cè)試。NI VST矢量信號(hào)收發(fā)儀將矢量信號(hào)發(fā)生器VSG和矢量信號(hào)接收器VSA兩種儀器功能集合在儀器。

并且VST的作用不僅僅在插入損耗測(cè)試上面，對(duì)于開關(guān)芯片及其他類型射頻前端芯片多種測(cè)試項(xiàng)也能良好地覆蓋，而不需要采用其他儀器即可完成，因此極大提升了測(cè)試項(xiàng)目的覆蓋率。

在對(duì)某通道（如RF1）進(jìn)行插入損耗測(cè)試的時(shí)候，如圖 3 ，在芯片進(jìn)入工作狀態(tài)后將RF1導(dǎo)通，已知由VST輸出功率，即芯片在Ant端口的輸入功率，測(cè)得RF1通道輸出的功率,因此即可以得出插入損耗功率值即：

圖3：使用VST進(jìn)行插入損耗測(cè)試

使用功率計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)

在進(jìn)行插損測(cè)試的時(shí)候?qū)τ诰€纜和其他元件（如在量產(chǎn)測(cè)試中加入的輔助開關(guān)）上的損耗需要進(jìn)行校準(zhǔn)，可以使用功率計(jì)來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。我們可以將功率計(jì)連接至線纜與元件一端，通過(guò)VST的信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)，在各種頻率下測(cè)得信號(hào)發(fā)生器以及線纜和其他元件的總損耗。

假設(shè)使用功率計(jì)進(jìn)行的測(cè)量結(jié)果正確無(wú)誤，就可以確定信號(hào)分析儀裝置的測(cè)量偏移，即可對(duì)進(jìn)行插損測(cè)試中使用的儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。NI同樣提供高精度的功率計(jì)，如需了解更多請(qǐng)?jiān)L問(wèn)ni.com。

使用VNA矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)試

對(duì)于很多無(wú)源器件來(lái)說(shuō)，使用VNA矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是進(jìn)行插入損耗的良好選擇。PXI矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀具有兩個(gè)端口，因此您可以選擇T/R測(cè)試集或全S參數(shù)功能。PXI矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀支持自動(dòng)精密校準(zhǔn)、完整矢量分析和參考平面擴(kuò)展，而且不像傳統(tǒng)臺(tái)式VNA那樣具有高成本和大尺寸。

針對(duì)于插入損耗測(cè)試，即S21參數(shù)，可直接利用VNA實(shí)現(xiàn)S21的測(cè)量。需要注意的是在使用VNA的時(shí)候?yàn)榱司_測(cè)量S參數(shù)，應(yīng)考慮到外部所有的線纜及路徑中所有的連接件，無(wú)論是使用短路-開路-負(fù)載-直通（SOLT）方法，還是使用VNA自帶的校準(zhǔn)套件，VNA需要進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)。有關(guān)VNA校準(zhǔn)的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)ni.com。

圖4：使用VNA進(jìn)行插入損耗測(cè)試

在量產(chǎn)測(cè)試中使用STS快速測(cè)量S參數(shù)

NI半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)（STS）是一款全自動(dòng)化生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)，采用全新的方法來(lái)測(cè)量生產(chǎn)測(cè)試中的S參數(shù)。該系統(tǒng)結(jié)合了端口模塊（port Module）與NI矢量信號(hào)收發(fā)器（VST）。除了開關(guān)和預(yù)選功能之外，端口模塊包含的定向耦合器可以有效地將VST轉(zhuǎn)換成VNA。

因此，可以在生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境下快速測(cè)量S參數(shù)，而不需要使用其他儀器。S參數(shù)測(cè)量使用多端口校準(zhǔn)模塊進(jìn)行校準(zhǔn)，該模塊可以自動(dòng)校準(zhǔn)多達(dá)48個(gè)RF端口。有關(guān)NI STS的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)ni.com/semiconductor-test-system。

隔離度Isolation

隔離度是指的在待測(cè)端口檢測(cè)到無(wú)用信號(hào)的衰減度。一個(gè)高隔離度的開關(guān)能夠大幅度減少其他通道對(duì)其的影響，這樣保證了信號(hào)的完整性。

使用NI VST矢量信號(hào)收發(fā)儀測(cè)試隔離度

對(duì)于隔離度的測(cè)試，與插入損耗測(cè)試方法相近，因此同樣可以使用NI VST矢量信號(hào)收發(fā)儀。但是在測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)上會(huì)再加入輔助開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)路由，如圖Figure 2所示[1]。

按照隔離度的定義，如針對(duì)RF1與RF2通道之間的隔離度，可將芯片進(jìn)入工作狀態(tài)后將RF1導(dǎo)通，即可測(cè)得芯片在Ant端口的輸入功率，同時(shí)可以測(cè)得在RF2處的輸出功率，因此即可計(jì)算處隔離度為：

使用VST及輔助開關(guān)進(jìn)行隔離度測(cè)試

同樣在針對(duì)于隔離度的測(cè)試上，線纜和輔助開關(guān)可以使用功率計(jì)來(lái)進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，并以此來(lái)設(shè)置儀器的偏移。

使用NI PXI射頻開關(guān)模塊在量產(chǎn)測(cè)試中進(jìn)行輔助開關(guān)設(shè)計(jì)

在之前提到的插入損耗和隔離度的量產(chǎn)測(cè)試中，射頻開關(guān)芯片的多個(gè)通道之間測(cè)試進(jìn)行切換而需要最大化復(fù)用儀器，因此我們使用輔助開關(guān)模塊對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

NI射頻開關(guān)模塊

PXI射頻多路開關(guān)模塊是對(duì)于需要將儀器連接到DUT上進(jìn)行高通道數(shù)自動(dòng)化測(cè)試的理想選擇，開關(guān)帶寬最高達(dá)40GHz。PXI射頻多路復(fù)用開關(guān)模塊使用多種繼電器類型，包括機(jī)電式電樞式、干簧管式、FET式和固態(tài)開關(guān)式，每一種繼電器都有各自的優(yōu)點(diǎn)，允許您選擇符合您要求的多路復(fù)用器。

此外，NI開關(guān)模塊提供了高級(jí)特性，如硬件觸發(fā)、板載繼電器使用計(jì)數(shù)跟蹤，并可根據(jù)需求進(jìn)行開關(guān)拓?fù)涞男薷摹?/span>

駐波比VSWR

VSWR是反射波到入射波的比值，在射頻開關(guān)芯片一些實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證測(cè)試中會(huì)進(jìn)行這個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試。在高頻情況下，對(duì)于一個(gè)理想系統(tǒng)，傳輸能量為100%；當(dāng)信號(hào)在不同的介質(zhì)（如一些阻抗不匹配的元件）上傳輸時(shí)，如果能量未被全部吸收，反射就會(huì)發(fā)生。

在射頻開關(guān)芯片中，這種不匹配可能是由于連接器上的阻抗不匹配等。VSWR是反射波功率的一種測(cè)量方法，它也可以用來(lái)測(cè)量傳輸線上的功率損耗。反射波與輸入信號(hào)疊加形成駐波，反射引起相消干擾，沿著傳輸線在不同時(shí)間、距離產(chǎn)生電壓波峰、波谷，因此VSWR被定義為最高電壓與最低電壓之比。

其中是輸入端口的反射系數(shù)，即S11參數(shù)，可使用VNA或者前文提到的STS端口模塊直接快速測(cè)量。

下期我們將繼續(xù)講解

開關(guān)時(shí)間、

諧波、

互調(diào)失真IMD