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基于ATE的射频芯片测试技术研究

作　者: 罗庆
导　师: 李国元; 陈辉
学　校: 华南理工大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 射频芯片 ATE 测试电路板 多站点测试 测试程序
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 33次
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内容摘要


21世纪人类步入信息时代，无线通信技术得到了快速的发展，人们对信息的依赖与需求急剧增加并开始不断地追求迅速可靠的通信方式，使得射频（RF，RadioFrequency）技术得到了广泛的应用。随着芯片制造技术的不断进步，硅器件的成本在不断降低，测试成本却基本不变，而且RF芯片的测试成本比模拟芯片高很多，因此RF芯片的测试至关重要。本文以一款射频低噪声放大器芯片（LNA，Low NoiseAmplifier）为例，利用AgilentADS对芯片测试电路进行了输入输出阻抗匹配仿真，完善并优化了测试电路。在利用Protel DXP进行电路板的设计过程中，实现了对电路板的阻抗控制，最终完成了射频测试电路板的设计。基于射频测试原理和自动测试设备（ATE，Automatic Test Equipment）测试原理，利用Teradyne UltraFLEX测试设备对该LNA的S参数、噪声系数、1dB压缩点和三阶互调等参数进行了测试，在Teradyne UltraFLEX上实现了芯片的多站点测试。本文还利用LabVIEW通过编程控制直流电源、微波信号发生器、微波网络分析仪和信号分析仪等分立设备搭建了一个通用LNA测试系统（后文称之为Test-bench），对测试电路板进行测试。并将ATE测试与通用测试系统测试进行比较，总结了两种测试方法的不同之处。通过测试电路板的设计、测试程序的开发和测试程序的调试与优化，本文对射频测试技术进行了深入的研究。该项研究的完成有效地缩短了测试时间，提高了测试吞吐量，减少了测试成本，为雷达、卫星导航、3G通信和物联网等各大无线通信领域中核心芯片的量产测试奠定了基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 集成电路测试概述  10-11
  1.2 ATE 测试  11-13
    1.2.1 自动测试设备（ATE）  11-12
    1.2.2 ATE 国内外应用现状  12-13
    1.2.3 ATE 面临的挑战  13
  1.3 基于 ATE 的射频芯片测试技术研究现状及发展趋势  13-15
    1.3.1 国内外研究现状  13-14
    1.3.2 发展趋势  14-15
    1.3.3 面临的挑战  15
  1.4 主要研究工作  15-16
  1.5 论文结构安排  16-17
第二章 射频芯片测试原理  17-28
  2.1 RF 芯片的种类及其重要参数  17-20
    2.1.1 低噪声放大器（LNA）  17
    2.1.2 射频功率放大器（PA）  17-18
    2.1.3 射频滤波器  18
    2.1.4 混频器  18-19
    2.1.5 振荡器  19
    2.1.6 锁相环  19-20
  2.2 散射参数（S 参数）与测试  20-22
    2.2.1 S 参数的定义  20-21
    2.2.2 S 参数的测量  21-22
  2.3 LNA 测试方法  22-27
    2.3.1 增益测试  22
    2.3.2 噪声系数测试  22-24
    2.3.3 回波损耗测试  24-25
    2.3.4 1dB 压缩点测试  25-26
    2.3.5 三阶交调截取点测试  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 测试电路板设计技术  28-38
  3.1 阻抗匹配  28-30
    3.1.1 阻抗匹配原理  28
    3.1.2 阻抗匹配的实现  28-30
  3.2 传输线理论  30-34
    3.2.1 特性阻抗分析  30-33
    3.2.2 阻抗控制方法  33-34
  3.3 PCB 的布局布线  34-36
    3.3.1 布局  34-35
    3.3.2 布线  35-36
  3.4 PCB 测试板设计与测试结果分析  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 基于 Test-bench 的射频芯片测试  38-54
  4.1 虚拟仪器及 LabVIEW  38-40
    4.1.1 虚拟仪器  38-39
    4.1.2 LabVIEW  39-40
  4.2 被测芯片的测试条件  40
  4.3 测试系统组成  40-42
    4.3.1 直流电源  40
    4.3.2 微波网络分析仪 PNA  40-41
    4.3.3 微波信号发生器 PSG  41
    4.3.4 信号分析仪 PXA  41-42
  4.4 Test-bench 的搭建  42-52
    4.4.1 直流电源模块  43-44
    4.4.2 PNA 模块  44-46
    4.4.3 PSG 模块  46-48
    4.4.4 PXA 模块  48-52
  4.5 测试结果与分析  52-53
  4.6 本章总结  53-54
第五章 基于 ATE 的射频芯片测试  54-68
  5.1 UltraFLEX  54-55
    5.1.1 硬件结构  54-55
    5.1.2 软件平台  55
  5.2 多站点测试技术  55-56
  5.3 测试程序开发  56-65
    5.3.1 电源加载（Power Up）  57-58
    5.3.2 S 参数  58-61
    5.3.3 噪声系数  61-63
    5.3.4 1dB 压缩点  63
    5.3.5 三阶交调截止点  63-65
  5.4 测试程序的调试与优化  65
  5.5 ATE 测试与 bench 测试的对比  65-66
  5.6 测试结果分析  66-67
  5.7 本章总结  67-68
第六章 总结与展望  68-70
  6.1 主要工作总结  68
  6.2 对未来研究工作的展望  68-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间取得的研究成果  73-74
致谢  74-75
附件  75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 一般性问题 > 测试和检验
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