我們發(fā)布了射頻芯片測試重要性的文章后?插入損耗、隔離度、開關(guān)時間、諧波……哪個是射頻開關(guān)測試痛點？就有粉絲在后臺問，在射頻芯片測試中一頭霧水，能不能具體講解下各個測試項目？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非常重要的射頻芯片測試項目。

#NI 半導(dǎo)體測試測試方案大集結(jié)#

插入損耗Insertion Loss

對于很多射頻無源器件來說，插入損耗是其中一個關(guān)鍵的測試項目。在一個系統(tǒng)之中，由于某個器件的插入而發(fā)生的功率的損耗便是插入損耗，通常插入損耗由dB來表示。

一般來說，對于射頻器件來說，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，每個開關(guān)都會存在一些寄生電容、寄生電感、寄生電阻等。在開關(guān)做信號路由的時候，這些寄生元件會直接將信號進(jìn)行衰減和降低。而這些寄生元件隨著輸入信號頻率的變化引起功率損耗，因此對于射頻開關(guān)來說在不同頻率下進(jìn)行插入損耗測試是必要的一步。

使用NI VST矢量信號收發(fā)儀測試插入損耗

對于射頻開關(guān)進(jìn)行插入損耗測試的時候，可以使用NI VST矢量信號收發(fā)儀進(jìn)行測試。NI VST矢量信號收發(fā)儀將矢量信號發(fā)生器VSG和矢量信號接收器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試上面，對于開關(guān)芯片及其他類型射頻前端芯片多種測試項也能良好地覆蓋，而不需要采用其他儀器即可完成，因此極大提升了測試項目的覆蓋率。

在對某通道（如RF1）進(jìn)行插入損耗測試的時候，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)行插入損耗測試

使用功率計進(jìn)行校準(zhǔn)

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

假設(shè)使用功率計進(jìn)行的測量結(jié)果正確無誤，就可以確定信號分析儀裝置的測量偏移，即可對進(jìn)行插損測試中使用的儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。NI同樣提供高精度的功率計，如需了解更多請訪問ni.com。

使用VNA矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測試

對于很多無源器件來說，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)分析儀具有兩個端口，因此您可以選擇T/R測試集或全S參數(shù)功能。PXI矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀支持自動精密校準(zhǔn)、完整矢量分析和參考平面擴(kuò)展，而且不像傳統(tǒng)臺式VNA那樣具有高成本和大尺寸。

針對于插入損耗測試，即S21參數(shù)，可直接利用VNA實現(xiàn)S21的測量。需要注意的是在使用VNA的時候為了精確測量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，請訪問ni.com。

圖4：使用VNA進(jìn)行插入損耗測試

在量產(chǎn)測試中使用STS快速測量S參數(shù)

NI半導(dǎo)體測試系統(tǒng)（STS）是一款全自動化生產(chǎn)測試系統(tǒng)，采用全新的方法來測量生產(chǎn)測試中的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)測試環(huán)境下快速測量S參數(shù)，而不需要使用其他儀器。S參數(shù)測量使用多端口校準(zhǔn)模塊進(jìn)行校準(zhǔn)，該模塊可以自動校準(zhǔn)多達(dá)48個RF端口。有關(guān)NI STS的更多信息，請訪問ni.com/semiconductor-test-system。

隔離度Isolation

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

使用NI VST矢量信號收發(fā)儀測試隔離度

對于隔離度的測試，與插入損耗測試方法相近，因此同樣可以使用NI VST矢量信號收發(fā)儀。但是在測試系統(tǒng)設(shè)計上會再加入輔助開關(guān)來實現(xiàn)信號路由，如圖Figure 2所示[1]。

按照隔離度的定義，如針對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，即可測得芯片在Ant端口的輸入功率，同時可以測得在RF2處的輸出功率，因此即可計算處隔離度為：

使用VST及輔助開關(guān)進(jìn)行隔離度測試

同樣在針對于隔離度的測試上，線纜和輔助開關(guān)可以使用功率計來進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，并以此來設(shè)置儀器的偏移。

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

在之前提到的插入損耗和隔離度的量產(chǎn)測試中，射頻開關(guān)芯片的多個通道之間測試進(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)模塊對測試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。

NI射頻開關(guān)模塊

PXI射頻多路開關(guān)模塊是對于需要將儀器連接到DUT上進(jìn)行高通道數(shù)自動化測試的理想選擇，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，允許您選擇符合您要求的多路復(fù)用器。

此外，NI開關(guān)模塊提供了高級特性，如硬件觸發(fā)、板載繼電器使用計數(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)芯片一些實驗室驗證測試中會進(jìn)行這個項目的測試。在高頻情況下，對于一個理想系統(tǒng)，傳輸能量為100%；當(dāng)信號在不同的介質(zhì)（如一些阻抗不匹配的元件）上傳輸時，如果能量未被全部吸收，反射就會發(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量方法，它也可以用來測量傳輸線上的功率損耗。反射波與輸入信號疊加形成駐波，反射引起相消干擾，沿著傳輸線在不同時間、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量。

下期我們將繼續(xù)講解

開關(guān)時間、

諧波、

互調(diào)失真IMD