RF模块带来了严峻的测试挑战
包含功率放大器这类有源元件。他说,对这些模块的测试涉及陶瓷自身内部滤波器功能的小信号测量,以及对模块封装中嵌入放大器功能的大信号特性描述。具体的测试随应用而变化,但一般包括的步骤有S参数测量与谐波测量,后者用于确保符合对杂散辐射的监管要求。
图1表示WLAN和WiMAX模块需要的测试步骤。Heide博士称,IEEE 802.11和802.16设备的一个主要要求是工作在OFDM(正交频分复用)格式下的发射器线性度。他补充说,EVM(误差矢量幅度)是线性度的一个关键指标。为了实现待开发模块的全面特性描述,EPCOS工程实验室通常会采用基于PC的自动测试台,它带有一台R&S ZVA24 VNA、一个定制的多端口测试集、一台R&S FSQ26矢量信号分析仪,以及一台R&S SMJ100矢量信号发生器。
Heide博士解释说,耗时的测试过程不适用于批量生产。“我们不能接受一个花费半分钟或一分钟的测试。我们需要在几秒钟内完成测试。”
用抽样测试加快生产过程也不可取。Schuler博士说:“我们对每件离开工厂的产品都要作全面的特性测试。”他补充说EPCOS希望做到在开始一个新模块的生产时,测试程序调整需求的最小化。“我们的方案永远是将与实验室相同的测试设置用于生产线的测试环境。”
Heide博士说,EPCOS最近开发了一种组合模块(图2),它在一个单元内支持全球所有的WiFi和WiMAX标准(2.5 GHz WiFi、2.5 GHz WiMAX、3.5 GHz WiMAX和5.5 GHz WiFi)。他说,这种三频段模块以四种模式工作,WiFi和WiMAX共享2.5 GHz频段,而3.5 GHz频段只支持WiMAX,5.5 GHz频段只支持WiFi。
该模块有六个平衡-不平衡转换器、三个发射滤波器、三个接收滤波器,以及三个谐波滤波器。Heide博士说:“有很多滤波器需要作特性分析。”该器件还包含三个功率放大器芯片和一个SP4T开关。其架构包括三个平衡发射和三个平衡接收路径,以及一个天线端口。因此,就有13个RF端口要进行测试,这是R&S ZVT VNA的任务。
集成软件
当然,单靠多端口RF测量能力并不足以开发出一个有效的测试策略。软件扮演着一个重要的角色,它既可控制仪器和处理程序,也可获取和分析数据,目标是统计过程控制。为此,得到Rohde & Schwarz公司工程师支持的EPCOS工程师正致力于EPCOS专用测试软件与Rohde & Schwarz VNA软件的集成。Schuler博士解释说:“对我们最大的好处是,我们拥有了一个可控制VNA和切换矩阵的单一软件界面。”
尽管重点是Rohde & Schwarz的仪器,EPCOS工程师们的实验室中也确有来自其他测量设备供应商的仪器。Heide博士说这种额外设备使EPCOS工程师确保测试结果的完全兼容和再现性,例如为EPCOS客户或参考设计伙伴完成的特殊测量。这些测量有时会用到多家供应商仪器生成的很特殊的数字调制方法。
不过,EPCOS很重视与Rohde & Schwarz建立的工作模型。Schuler博士说:“没有本地的支持,与测试设备制造商的合作可能很难”,他接着说,预测今后3到5年需要的功能不是件容易的事。他继续说,“重要的是交互合作,充分利用测试设备的能力,”因为要将所有测量难题凑在一起,需要仪器供应商与客户之间的持续对话。
Schuler还说,通过与Rohde & Schwarz公司客户支持的密切合作,EPCOS还有机会使用还没有上市的产品。“这使我们有机会提供很多反馈,并且当我们在批量生产中部署该款仪器时,能确信它已成熟。”
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