射频集成电路测试

射频信号是一种具有远距离传输能力的高频电磁波，广义上的射频(RF)包括了 300kHz~300GHz 的频段口。射频集成电路（RFIC） 包括多种功能电路，如低噪声放大器（Low Noise Amplifier, LNA)、功率放大器 (Power Amplifer,PA）混频器（Mixer)、锁相环(Phase Locked Loop，PLL）、开关、射频收发前端（Front End)、调制解调器（Modulator/Demoduletor） 等。

射频集成电路可以集信号的编/解码、数据处理、控制等功能于一体，功能十分强大，广泛应用于3G/4G、 WLAN、GPS、Bluetooth 等方面。图所示为典型射频信号收发电路架构图。

针对射频集成电路需要采用分布参数电路的分析方法，通常使用微波网络法来对其进行测试。最重要的微波网络参数是 S 参数，它是建立在入射波与反射波关系基础上的网络参数，用于评估反射信号和传输信号的性能。以二端口网络为例。S参数有4个，分别为S₁₁、S₁₂、S₂₁、S₂₂如图所示。

从信号传播的角度，可以把电信号的传播看作电磁场在导线中的传播，如果遇到阻碍（如阻抗发生变化），信号将发生反射，这就是传输线理论。回波损耗是表示信号反射性能的参数14。实际测试时，期望信号以最大功率、最小损耗和最小反射来进行传输，这就需要所有的射频信号通路均符合阻抗匹配的要求。在实际测试硬件设计中，PCB 上的射频信号通常采用 50Ω特征阻抗的微带线进行连接，PCB 的射频端口采用同轴连接器，再用同轴电缆与测试资源的射频端子进行连接。在开始射频电路测试前，通常还需要通过校准操作将测试设备及连接线等引起的损耗去除。

在射频集成电路测试参数中，除了直流参数及功能参数，其主要的性能参数还包括S参数、功率（Power)、增益（Gain)、增益平坦度 ( Gain Flatness)。1dB 压缩点（P1dB)、三阶交调 (Third- Order Intercept Point, IP3)、邻道功率比 (Adjacent Channel Power Ratio, ACPR)、噪声系数 (Noise Figure, NF)、相位噪声（Phase Noise,PN)、误差矢量幅度 (Brror Vector Magnitude, EVM) 等。

这些参数主要用于验证射频电路的输出功率及线性度工作范围．噪声的影响，以及调制信号的幅度误差和相位误差等。射频集成电路的测试一般是在频域进行的，直接采集其在某个特定频点的功率（单位为 dBm）或某些特定频点的功率之比（单位为 dB)。测试时，由测试系统中的电源模块供电，数宇模块提供逻辑控制信号，射频模块的射频发射部分（RF Source）提供连续波（Coninuous Wave, CW）信号、调制(Modulated）信号、多音（Multitoned）信号等测试激励．射频接收部分（RFReceiver）对被测电路的输出进行采集和分析，RF Receiver 需具备好的动态范围和底噪；当然，也可以由相应功能的信号源、频谱分析仪或功率分析仪等多个分立仪器协同进行测试。射频电路测试原理图如图所示。

未来的射频集成电路需要有更宽的工作带宽、更大的线性范围、更高的频空、更多的端口、更低的噪声、更小的体积、更低的成本等，因此必须提升测试系统的能力，提高测试硬件的性能，优化测试算法。与混合信号集成电路样，越来越多的专家开始致力于射频集成电路的结构性测试研究，希望为射频电路测试的发展提供一条可选的途径。