A TriQuint·Semiconductor RF-teljesítményerősítőinek vizsgálata
Gary Shipley – TriQuint Semiconductor
Az egyre összetettebb teljesítményerősítő cellák (PA) mérési idejének csökkentése érdekében – a mérési pontosság feláldozása, ill. a munkaeszközök költségének növekedése nélkül – az NI LabVIEW-szoftver használatával és az NI PXI moduláris berendezéssel a teszt sebességét tízszeresére lehetett növelni, miközben tovább csökkent a munkaeszközök költsége, az áramfogyasztás és a fizikai helyigény.
NI PXI és LabVIEW az erősítőjellemzők mérési idejének csökkentésére
A TriQuint Semiconductorról
A TriQuint a kifinomult mobil eszközök, védelmi és repülőgép-ipari alkalmazások, valamint a hálózati infrastruktúra nagy teljesítményű RF-megoldásainak vezető szereplője. Jelenleg a TriQuint GaAs-, GaN-, SAW- és BAW-technológiákat használó innovatív megoldásokat szállít a világ számos szervezetének. A mérnökök és tudósok a TriQuint technológiájára támaszkodnak a teljesítmény növelése és az alkalmazások teljes költségének csökkentése érdekében.
Kihívások a meglévő PA-karakterizációs technológiákkal
Míg a celluláris RF PA-kat elsősorban egysávosra és egyfunkciósra tervezték, manapság a PA-knak sokkal szélesebb körű követelményeknek kell megfelelniük. Valójában, a modern PA-kat arra tervezték, hogy nyolc vagy még több sávon működjenek, és többféle modulációfajtát is kezeljenek, úgymint a GSM, az EDGE, a WCDMA, a HSPA+, az LTE és egyebek.
A TriQuint Semiconductornál ezeket az egyre komplexebb részeket kellett tesztelnünk széles frekvenciatartományban, különböző feszültségszinteken, valamint hőmérséklet- és teljesítménytartományban. A teljes karakterizációs folyamat egy tipikus rész esetén a modell teljes teszteléséhez 30 000…40 000 sornyi adatot igényel. A hagyományos, egyedi műszerekből felépülő RF-teszteszközök használatával nagyjából 10 s időre volt szükség minden egyes adatsor összegyűjtéséhez, ami több mint 110 óra tesztelést jelentett minden egyes különálló egységhez.
Egy helyettesítő PXI-tesztrendszer tervezése
Azért, hogy szembenézzünk a RF-egységek karakterizációs időcsökkentésének növekvő kihívásaival, kifejlesztettünk egy PA-karakterizációs tesztrendszert NI PXI-re, LabVIEW-ra és NI TestStand-re alapozva.
A PA-próbapadunk az alábbi eszközöket tartalmazta (2. ábra):
-
NI PXIe-5673 6,6 GHz vektorjel-generátor,
-
NI PXIe-5663 6,6 GHz vektorjel-analizátor,
-
NI PXI-5691 8 GHz programozható RF-erősítő,
-
NI PXIe-5122 100 MS/s nagy sebességű digitalizáló,
-
NI PXI-4110 programozható tápegység,
-
NI PXI-4130 precíziós forrásmérő egység,
-
NI PXI-2596 duális 6x1 26 GHz multiplexer,
-
100 Mbit/s digitális I/O-modul,
-
hagyományos „stand-alone” spektrumanalizátor,
-
külső tápellátásmérő tápegységek,
-
LabVIEW,
-
NI TestStand,
-
NI GSM/EDGE Measurement Suite,
-
NI Measurement Suite for WCDMA/HSPA+.
2. ábra
LabVIEW-szoftvert használva felújítottuk a meglévő tesztterveinket annak érdekében, hogy az NI PXI-próbapadon ugyanazt a mérési sorozatot tudjuk végrehajtani. Mivel a mérési sebesség gyorsabb volt a PXI-tesztrendszeren, a karakterizációs szekvenciánkat úgy állítottuk be, hogy mindenhol a PXI-t használjuk, ahol csak lehet, és csak ott egészítettük ki hagyományos, „stand-alone” műszerekkel, ahol az szükséges volt.
Az NI PXI előnyei
Az egyik fő indok, amiért a PXI használata mellett döntöttünk, a gyorsabb mérési sebesség elérése volt anélkül, hogy a mérési pontosságot fel kellett volna áldoznunk. Általában a korábbi PA-tesztberendezésünkön az RF-mérésekhez szükséges idő határozta meg az egész karakterizációs időt. Az NI PXI használatával számos kulcstechnológiát tudtunk kihasználni, ami lehetővé teszi a PXI-rendszerek gyorsabb mérési idejének az elérését. A PXI a nagy sebességű adatbuszok, a nagy teljesítményű, többmagos processzorok és a párhuzamos mérési algoritmusok előnyét használja ki, hogy a lehető legrövidebb tesztidőket érje el. Emellett az NI GSM/EDGE Measurement Suite és az NI Measurement Suite for WCDMA/HSPA+ összetett méréseket alkalmaz, emiatt minden mérést egységes I/O-adaton lehet végrehajtani. Ezeknek az eszköztáraknak a használatával képesek voltunk a PA-karakterisztikákat megmérni, úgymint erősítés, hatékonyság, frekvenciafüggő paraméterek, ACP, ACLR, EVM és PVT.
A PXI használatának eredménye
Azzal, hogy a PA-tesztberendezésen a méréseink nagy részét PXI használatával valósítottuk meg, a PA-k karakterizációs idejét két hétről kb. egy napra rövidítettük le. Emellett jelentős fejlődést tapasztaltunk a mérési időben mind a GSM-, az EDGE- és a WCDMA-mérési tesztjeinkben. Az 1. táblázat a mérési időket és a sebességnövekedést hasonlítja össze a hagyományos és a PXI-tesztberendezések alkalmazása esetén.
1. táblázat
Következtetések
Az NI PXI moduláris eszközök használatának eredményeképpen az RF PA-k karakterizációs idejét jelentősen lecsökkentettük anélkül, hogy a mérési pontosságot feláldoztuk volna. Az új PXI-tesztrendszert ugyanazon vagy még alacsonyabb áron építettük meg, mint a hagyományos berendezésekből álló megoldást. Úgy véljük, hogy az NI PXI-t jövőbeli tesztrendszerekben is fel fogják használni.
További információ:
National Instruments Hungary Kft.
2040 Budaörs
Puskás Tivadar u. 14. 1. em.
Tel.: +36 23 448 900
Fax: +36 23 501 589
E-mail:
http://hungary.ni.com
Szakmai tanácsadás: 06 80 204 704
Technikai kérdések:
