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IQSTAR软件简化了测试设置和数据分析
材料来源:《微波杂志》2019年9/10月号           录入时间:2019/10/8 17:12:56

IQSTAR Simplifies Test Setup and Data Analysis

AMCAD Engineering,www.amcad-engineering.com

射频/微波元件及电路的生产测试正成为许多公司的真正挑战。这些公司为了将他们最新的产品推向市场,必须突出其产品相对于竞争对手的性能优势。另一方面,客户不断要求在输出的数据表上提供尽可能多的信息,而不再满足于简单的小信号测量和扫频S参数等数据,他们要求提供与他们的具体应用有关的更多数据信息。

根据器件的差别和应用场景的不同,测试的数据表可能包括小信号射频、频率扫描、直流扫描、射频功率扫描以及使用连续波、脉冲波和调制信号的单音和双音信号失真等。应用工程师们正在尽最大努力满足客户的要求,并使用不同的测量平台来收集所有的数据。据一家主流集成电路制造商的管理层称,数据表的产生和形成约占一个新IC产品从原型测试到产品发布总工作量的60%到70%。

法国AMCAD Engineering公司开发出了极具创新性和先进的集成电路测试软件,可对IC产品进行高效和准确的电路测试,真正解决了上述挑战。该平台同样适用于对S参数和连续波、脉冲波、双音和调制信号进行DPD优化。它不需要编程技能就能进行设置,可以帮助产品开发人员设计和调试他们的产品,从而大大减少产品推向市场的时间。 

测试平台连接图

IQSTAR是一个具有多功能和客户可定制的电路编辑器交钥匙软件,配合实验室相关仪器设备来构建一个测试平台,可针对不同的应用进行配置(参见图1)。它可以有多种配置,如标量测量、矢量测量或标量和矢量组合测量等形式。

1:使用IQSTAR建立测试平台的例子

标量测量需要使用功率计和矢量信号分析仪。该设置是基本的测量,执行单音信号的功率测量,包括输入功率、输出功率、传输效率、传输增益和直流功率的测量。可以使用连续波或脉冲信号,也可以使用矢量信号发生器、调制信号等进行测量。

矢量测量使用矢量网络分析仪(VNA)的直放式接收机通道选项。这种配置的主要优点是接收机的动态范围大、测量速度快。此设置支持S参数以及单音和双音信号的功率测量。在振幅和相位上使用A波和B波,工程师可以更好地观察被测设备(DUT)的特性。除了可以使用标量设置进行测量外,使用矢量设置还可以测量输入回波损耗、功率增益、功率附加效率、AM到PM失真、校准的谐波功率、互调失真和视频带宽(VBW)。

第三种配置结合了标量测量和矢量测量两种方法,将矢量信号发生器和矢量信号分析仪添加到矢量测量配置中。相较于先前的测量功能,第三种配置支持对如下调制信号进行测试:如ACPR、PAPR、CCDF,并同时处于原始和线性化模式。

本软件可处理设置校准,建议用户对每种配置进行校准,它有一个程序会引导用户逐步完成校准步骤。

测量方法

IQSTAR软件有不同的测量选项,它们分别对应于S参数、单音、双音、VBW和调制信号的测量。根据所选择的测量选项和校准文件,软件将仅激活相应的测量程序。设置测量条件是配置的一个重要方面,特别是通过设置停止条件来保护被测设备。IQSTAR提供如下三种功率和频率扫描模式:

•    针对不同的频率,每个频率都有一个完整的功率扫描,并保存每次测量得到的参数。

•    针对不同的功率,每个功率级都有一个频率扫描,并保存每个测量得到的参数。

•    使用自适应功率阶梯进行智能扫描,扫描过程使用快速模式找到压缩点,且只有压缩点处的测量参数会被保存。

IQSTAR软件还具有电流稳定功能,待被测设备完成连续的功率扫描之后得到恢复。这功能在测试氮化镓设计时很有用,因为氮化镓器件可能会有捕获和自热效应。这个恢复时间可以被保存,用于为技术评估和改进提供参考。

VBW测量是一项具有挑战性的测量工作。IQSTAR系统可以高效地处理这种测量,根据用户设定的三阶互调失真(IMD3)目标值设置单音信号的振幅。在记录互调之前,软件会扫描各音调之间的间隔,并自动调整音调之间的平衡,直到第九阶谐波。利用VNA的扫描速度,该测量只需几分钟就可完成。

IQSTAR软件还包括一个可实时配置的可视化工具,使测试工程师在测量过程中很容易发现被测设备的异常行为。目标调谐功能可以通过使用颜色编码数据直观地评估被测设备是否达到目标值;当某些参数低于设定的目标值时,显示屏会显示特定的颜色。历史显示记录与前面的四个测量值进行比较,这有助于调试被测设计(DUT),并查看性能是否有所改善。实时测量可以与模拟测量或以前的测量进行比较。

扫描计划选项可创建一个客户定制的自动测试流程,包括扫描被测设计的偏压和温度,以及晶圆映射。直观的用户界面使得用户可通过拖放和调用保存的设置及配置很容易就创建一个测试计划。

白板数据查看器

在所有的测量和测试流程中,数据管理是非常复杂的,信息量可能会非常庞大。白板模式允许对数据进行管理和分析(参见图2)。顾名思义,白板就像一块空白板,使用者可以自由想象如何最好地查看和分析数据:如二维的图形、表格、三维的绘图、标签、图片、可编辑文本等。除了通常的轴和数据配置外,白板还包括诸如滑块、过滤器、提取器和堆叠器之类的用于创建交互式显示的特殊功能,以响应频率、频率范围、压缩点、晶圆上的特定设备等多方面的调整。白板能够在准确的终端用户配置中加亮显示器件的技术规范。在同一工作区中创建多个页面,可以对测量结果按数据类型或设备类型进行排序。

2:白板提供了工具条、交互式显示和多个页面来查看和分析测量数据

例如,工作区可以保存并创建由设备类型或技术定义的模板。在数据编辑器中拖放测量文件将自动更新模板,相应地所有图表都将体现更新过的数值。其中图表可以导出为图像,工作区的页面可以导出为PDF,从而使测量报告和数据表做起来更加简单(参见图3)。

3:白板工作区的页面可以导出为PDF,从而使创建数据表更加容易


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