也許大家已經(jīng)注意到，隨著無線設備復雜性急劇增加，手機支持的頻段數(shù)量也在不斷增加。從最開始的2個GSM頻段，到現(xiàn)在的4個GSM頻段，3個CDMA頻段，5個UMTS頻段和10個LTE頻段。未來，諸如5G New Radio等標準將繼續(xù)增加無線設備的復雜性。開關是射頻前端模塊（RF FEM）切換多個頻段的關鍵元件，所以，我們今天要討論的話題就是射頻開關測試方法

典型射頻前端模塊

關于射頻開關，這些你知道嗎？

在一個典型的射頻前端模塊中，包括功率放大器（PA）、低噪放大器（LNA），多路器，收發(fā)開關和天線開關等。

開關的目的是實現(xiàn)收發(fā)機與天線信號之間的定向傳播，將發(fā)射機信號耦合到天線，或者將天線信號耦合到接收機，并且將發(fā)射機信號與接收機進行隔離以避免接收機鏈路被發(fā)射機干擾。

因此在射頻前端模塊中的開關都必須滿足很高的隔離度與很低的插入損耗等指標。本文將針對射頻開關芯片的方案，包括典型的測試項進行詳細介紹，包括插入損耗、隔離度、開關時間、諧波、三階交調點IP3等，并對實驗室驗證測試及量產測試分別使用方法進行解析。

射頻開關測試項詳解

使用傳統(tǒng)儀器應對射頻開關測試遇到了難題

插入損耗、隔離度測試→使用矢量網(wǎng)絡分析儀VNA完成

開關時間、諧波測試→VNA配合其他儀器完成→測試成本增加

另外很多廠商在構建測試平臺時不僅僅是只針對于射頻開關芯片測試，經(jīng)常還會考慮在這個測試平臺上會覆蓋其他芯片類型，如PA、LNA等，所以一個通用的、高復用度的測試平臺是很多廠商在采購儀器時的重要考慮點。

實驗室和量產測試的目標——提高測試速度

為了充分了解設備的性能，特性測試工程師需要在正常條件、極端條件和惡劣環(huán)境下驗證其設計，工程師通常在小批量設備上進行特性分析。而在量產測試工程師需要確保按照設計規(guī)范大批量生產芯片，同時密切監(jiān)測測試吞吐量和產量。雖然特性測試計劃通常要求在高溫或動態(tài)電源等高級條件下進行測試，但生產工程師可能會決定不在這樣的條件下測試，以減少測試時間，特別是當設計可以保證性能的情況下。

特性分析和產品測試工程師都非常關心測試速度，但原因各不相同。更快的測試速度對于特性分析來說，意味著對小批次產品進行更寬范圍的測試，而對于量產來說，意味著產量的提高。過去，優(yōu)化速度意味著犧牲測量質量，因此特性分析和生產通常會選擇不同的儀器。

在開發(fā)新產品時，工程師會努力確保生產中的測量性能與特性分析中的測量性能一致。而在進行數(shù)據(jù)關聯(lián)時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)由于待測設備(DUT)、測試方法、使用的設備不同以及操作假設等原因導致的問題，這往往會增加新產品的上市時間。

基于PXI平臺不斷匹配相應的儀器

射頻開關測試還遇到過哪些難題

當新要求出現(xiàn)時，原有儀器的固定專用接口不能滿足要求→等待長時間的研發(fā) or 購買一個全新的平臺，NI可以通過一個通用的硬件和軟件平臺來彌合這一鴻溝，同時還可縮小測試系統(tǒng)的體積和成本，最大化服用實驗室和量產的代碼及硬件資源，加速產品上市時間。

PXI平臺是一個開放的業(yè)界標準，也是NI開發(fā)其所有測試系統(tǒng)的基礎。借助開放的模塊化平臺，特性分析和生產工程師可以隨著測試要求的變化，對系統(tǒng)進行升級。NI不斷在PXI平臺上提供最頂尖的儀器技術來滿足射頻開關芯片的測試任務，包括頂尖的矢量信號收發(fā)儀VST，基于向量的數(shù)字儀器，高精度SMU源測量單元等高精度儀器。可覆蓋從插入損耗、隔離度到諧波、IP3、開關時間等多種指標測試，極大提升了測試覆蓋率。

NI 射頻芯片測試方案配置

NI半導體測試系統(tǒng)（STS）

芯片量產測試解決方案可基于NI半導體測試系統(tǒng)（STS），STS在完全封閉的測試頭里面繼承了NI PXI平臺、TestStand測試管理軟件以及LabVIEW圖形化編程工具。它采用“集成到測試頭”的設計，將生產測試裝置的主要組件集成在一起，包括系統(tǒng)控制器；直流、交流和射頻儀器；待測設備連接以及分選機(Handler)/探針臺(Prober)對接機制。

這樣的緊湊型設計減少了占地空間，降低了功耗，減輕了傳統(tǒng)ATE測試員的維護負擔，從而節(jié)約了測試成本。 此外，半導體測試系統(tǒng)采用開放的模塊化設計，使您可以利用最新的工業(yè)標準PXI模塊，獲得更多的儀器資源和更強大的計算能力。

STS提供了三種測試頭尺寸，從配有一個PXI機箱的T1到配有四個PXI機箱的T4。這三種STS尺寸均包括通用對接和測試儀I/O接口。基于T1的尺寸和成本以及PXI儀器的性能，工程師能夠以較低的成本部署T1測試儀或單機PXI系統(tǒng)來進行特性分析。這使得工程師能夠使用與特性分析相同的硬件和軟件進行生產測試，從而輕松進行數(shù)據(jù)關聯(lián)，并最終縮短產品上市時間。

從實驗室到量產測試的射頻芯片測試方案