TriQuint Semiconductor​使用​NI PXI​和​LabVIEW​缩短​射频​功率放大器​的​特征​化​时间

Gary Shipley, Qorvo

http://​aem-​author.ni.com/​editor.html/​content/​ni/​langs/​zh-​cn/​innovations/​case-​studies/​19/​qorvo-​reduces-​characterization-​time-​of-​rf-​power-​amplifiers.html

- Gary Shipley, Qorvo

挑战:

在​不​牺牲​测量​精度​或​提高​设备​成本​的​情况​下,​缩短​对​日益​复杂​的​无线​功率放大器​(PA)​的​特征​化​时间。 ​

解决​方案:

使用​NI LabVIEW​软件​和​NI PXI​模​块​化​仪器​开发​功率放大器​特征​化​系统,​让​我们​在​减小​资产​设备​成本、​功率​消耗​和​物理​空间​的​同时,​将​测试​吞吐量​提高​了​10​倍。 ​

关于​TriQuint Semiconductor

TriQuint​是​一个​高性能射频解决​方案​的​领导​者,​其​产品​涉及​复杂​移动​设备、​国防​与​航天​应用​以及​网络​基础​设施​等​方面。​现在,​TriQuint​通过​使用​GaAs、​GaN、​SAW​和​BAW​技术​为​世界​各地​的​组织​提供​创新​的​解决​方案。​工程​师​和​科学​家​借助​TriQuint​的​创新​提高​了​产品​的​性能,​并​降低​了​其​应用​的​总​成本。

 

现有​功率放大器​特征​化​技术​的​挑战

尽管​无线​射频​功率放大器​主要​被​设计​在​单​频带​单​模式​下​工作,​现代​的​功率放大器​要​满足​更​为​多样​化​的​需求。​实际​上,​现代​功率放大器​的​设计​可以​工作​在​八个​或​更多​频带​下,​并且​能够​用于​包括​GSM、​EDGE、​WCDMA、​HSPA​+、​LTE​等​多种​调制​类型。

 

在​TriQuint Semiconductor,​我们​需要​在​多种​频率、​电压​电​平、​温度​和​功率​范围​下​测试​日益​复杂​的​组​件。​一个​典型​组​件​完整​的​特征​化​过程​需要​大约​30,000​到​40,000​行​数据​对​设计​进行​完全​测试。​使用​传统​的​机​架​射频​测试​设备,​每行​数据​大约​需要​10​秒​收集,​这样​每​个​独立​组​件​需要​超过​110​小时​进行​测试。

 

设计​替代​的​PXI​测试​系统

为​解决​缩短​射频​组​件​特征​化​测试​时间​的​挑战,​我们​基于NI PXILabVIEWNI TestStand,​开发​了​功率放大器​特征​化​测试​系统。​我们​的​功率放大器​测试​台​包含​以下​仪器:

  • NI PXIe-5673 6.6 GHz​矢量​信号​发生器
  • NI PXIe-5663 6.6 GHz​矢量​信号​分析仪
  • NI PXI-5691 8 GHz​可​编​程​射频​放大器
  • NI PXIe-5122 100 MS/​s​高速​数字​化仪
  • NI PXI-2596双​6x1 26 GHz​多​路​复​用器
  • 100 Mbit/​s​数字​I/​O​模块
  • 传统​机​架​频​谱​分析仪
  • 外​置​功率​计、​电源
  • LabVIEW
  • NI TestStand

 

我们​使用​LabVIEW​软件​更新​了​现有​的​测试​计划,​在​NI PXI​测试​台上​完成​相同​的​测量​序列。​由于​在​PXI​测试​系统​上​的​测量​速度​更​快,​我们​配置​特征​化​序列​尽可能​使用​PXI​测试​台,​仅​在​需要​的​时候​才​使用​传统​的​机​架​仪器。

 

NI PXI​的​优点

决定​使用​PXI​的​主要原因​是​能够​在​不​牺牲​测量​精度​的​情况​下​实现​更高​的​测量​速度。​通常,​在​之前​射频​放大器​测试​台上,​射频​测量​所需​的​时间​占了​整个​特征​化​时间​的​绝大部分。​PXI​利用​高速​数据​总​线、​高性能​多核​CPU​和​并行​测量​算法​实现​了​尽可能​快​的​测试​速度。​此外,​NI GSM/​EDGE​测量​套​件​和​用于​WCDMA/​HSPA​+的​NI​测量​套​件​使用​合成​测量,​所有​测量​可以​使用​一​组​I/​Q​数据​完成。​我们​使用​这些​工具​包​能够​测量​例如​增益、​效率、​平整​度、​ACP、​ACLR、​EVM​和​PVT​等​功率放大器​特征。

 

使用​PXI​得到​的​结果

通过​使用​PXI​完成​功率放大器​测试​台​的​大部分​测量,​我们​将​功率放大器​特征​化​时间​从​两​周​缩短​为​大约​24​小时。​此外,​我们​在​每​个​GSM、​EDGE​和​WCDMA​测量​测试​中​都​观察​到了​测量​时间​的​显著​改进。​表​1 比较​了​传统​测试​台​和​PXI​测试​台​的​测量​时间​和​速度​提升。

 

 

传统​测试​台​测试​时间​(s)

PXI​测试​时间​(s)

速度​提升

GSM​测试

6

1.1

6倍

EDGE​测试

14

1.1

14倍

WCDMA​测试

9

1.1

9倍

在​单​个​测量​序列​中,​PXI​测试​台​完成​快了​6​至​11​倍。​时间​是​基于​100​帧​的​测量​得到​的。

 

结论

因为​我们​使用​了​NI PXI​模​块​化​仪器,​在​无​需​牺牲​测量​精度​的​前提​下​显著​缩短​了​射频​功率放大器​的​特征​化​时间。​我们​以​比​原来​传统​仪器​解决​方案​相同​或​更低​的​成本,​构​建​了​全新​的​PXI​测试​系统。​我们​还​预期​会​在​未来​的​测试​系统​中​使用​NI PXI。

 

作者​信息:

Gary Shipley
Qorvo

Figure 1. ​The PXI test bench performed six to 11 times faster for individual measurement sequences. The times are based on measurements of 100 frames.