射频产品如何从设计轻松过渡到制造

。虽然待测设备的配置和仪器的配置通常并行进行，但最好还是将这两个任务独立开来。在某些情况下，尤其是测试速度成为最重要因素时，测试执行软件能够自动配置两个独立的函数调用，使其并行执行。

验证和制造物理环境的一致性

工程实验室的物理环境通常与制造工厂的物理环境大相径庭。尽管这似乎违背常理，但制造工厂的环境变化往往远多于实验室。此外，温度变化、电力质量问题甚至是来自其他设备的虚假响应都可能会影响测试结果。因此，最后一项最佳实践就是确保验证测试过程中的物理环境与生产工厂的物理环境完全一致。

虽然生产环境中存在各种会影响测试结果的挑战，但温度变化可能是最显著的一个。在制造工厂中，高密度的电子设备会散发大量不断变化的热辐射。此外，其他的简单因素也可能影响局部环境温度，比如测试设备位于空调出风口下方或者靠近门口。因此，虽然条件理想的制造工厂可能在大范围内可以很好地控制环境温度，但要控制待测设备的局部温度还是非常困难的。这些温度变化不仅会影响设备的准确性，还会在很大程度上影响待测设备的性能。

在我多年的制造经验中，我曾亲自观察过有的工厂将环境温度控制在1℃以内，但特定测试站的局部温度波动却高达10℃。这里举个例子说明温度对测量质量的影响，对于典型的高频放大器，温度每变化1℃，功率的变化可达0.03 dB。仪器和复杂的设备通常在一个信号链中会用到多个放大器——因而温度变化导致的功率误差将迅速累加。如果要将输出功率调整至功率放大器所需的较小范围，如±0.5分贝（或更小），则如此大的温度变化将会导致严重的问题。

降低电磁设备造成的温度变化的一个最好方法是确保良好的空气流通。此外，每次进行RF测量时（无论是验证阶段还是制造阶段）顺便进行温度测量是非常有好处的。尤其是在较大型的PCB设计中，板载温度传感器是监测温度的有效方法之一。通过监测温度，工程师可以将每次的RF测量与环境条件相关联。因此，温度数据通常可以用于解释验证和生产测试结果之间的差异。

夹具

另一种在验证阶段中重现制造环境的方法是使用标准化的夹具。对于许多企业，夹具通常到了产品开发过程的生产阶段才会被重视。虽然夹具对测量性能可能会产生正面或负面的影响，但开发周期的早期阶段使用符合制造要求的夹具是非常重要的。夹具的设计和制造应该与早期设计或初始设计同时进行。

在特性描述阶段，设计测试工程师往往会使用较差的布线解决方案，如使用很难反嵌的劣质缆线或连接器。该阶段如果使用用于生产测试的高质量夹具，则有以下好处。首先，在验证测试使用夹具可提高测量的可重复性和稳定性，进而提高测量质量。其次，也是更重要的一点，在验证过程中使用质量较好的夹具往往可以帮助工程师更好地将验证测试结果和生产测试结果关联起来。如图4所示的板卡级夹具。

图4. 板卡级验证和制造测试夹具。

符合制造要求的夹具也使得工程师只需与操作人员进行少量的沟通就可测试DUT。常用的制造级夹具可为射频/模拟测量、控制I / O以及直流电源提供可重复接口。此外，夹具还可以屏蔽电磁等重要环境干扰因素，同时具有更好的散热效果。夹具还可最大程度减少人手的接触– 该因素也会影响产品的热特性。

电磁辐射

确保验证和生产阶段物理环境一致性的最后一个方法是测量和补偿（如果有必要）电气环境。一般情况下，验证实验室的电气干扰相对较少。由于实验室中需要测试产品和电子设备都比制造工厂少，因而干扰因素也较少。在某些情况下，如果验证实验室使用屏蔽性能好的外壳，可保护DUT不受外界杂散辐射的影响。

进行验证测试时，一个重要的最佳的办法是在实验室里重现制造环境。例如，可以使用频谱分析仪来测量电磁辐射干扰，然后在验证实验室中使用其他DUT来重现这一干扰。其他需要重现的干扰因素包括电源变化。在电源稳定性更为重要的环境中使用制造设备时，对电源进行分析尤为重要。通过在验证测试过程中仿真制造测试，工程师可以预测测试系统的鲁棒性，同时还可确定对测试限制的影响。这样可以预防制造初期可能产生的测试问题。

结论

随着电子行业的竞争日益激烈，更快速地从产品设计过渡到制造测试的能力已经对于企业越来越重要。正如本文所述，工程师必须提高对可制造性设计、测试代码开发以及制造环境条件的认识。在设计初期考虑这些因素将可帮助工程师大幅提高效率，快速从产品设计过渡到产品制造。

作者介绍：

Bill Reid是美国国家仪器公司的首席