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如何將散射參數(shù)(S參數(shù))應用在直接射頻采樣結構的設計上?谷易電子射頻芯片測試座!

2022-11-16 18:29 作者:谷易電子測試座  | 我要投稿

現(xiàn)代高速模數(shù)轉換器(ADC)射頻已經(jīng)實現(xiàn)(RF)直接采樣信號,因此在很多情況下不需要混頻,同時也提高了系統(tǒng)的靈活性和功能。因此相匹配的(ADC)射頻芯片RF測試座在測試中至關重要,傳統(tǒng)上,ADC采用集總元件模型來表示信號和時鐘輸入。但是對于RF對于采樣轉換器來說,其工作頻率已經(jīng)增加到需要采用分布式表示的程度,那么原來的方法就不適用了。

芯片測試

1、起決定性作用的S參數(shù)

S參數(shù)是基于入射微波與反射微波關系的網(wǎng)絡參數(shù)。由于入射波與反射波的比率可用于計算輸入阻抗、頻率響應、隔離等指標,因此對電路設計非常有用。因為可以使用矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)直接測量S參數(shù),所以不需要知道網(wǎng)絡的具體細節(jié)。

如入射波量為ax,反射波量為bx,其中x是端口。我們假設被測設備是線性網(wǎng)絡,因此適合疊加法。在測量所有端口的反射波時,VNA一次只刺激一個端口(通過將入射波推到端口)。由于每個波量都有相應的振幅和相位,所測得的波量非常復雜。因此,該過程需要在每個測試頻率下重復每個端口。

?對于雙端口器件,我們可以從測量數(shù)據(jù)中形成四個有意義的比率。通常使用這些比率sij表示,反射端口由i表示,入射端口由j表示。如上所述,假設一次只刺激一個端口,則其他端口的入射波為零(系統(tǒng)特性阻抗Z0表示終止)。

方程式1至4適用于四個雙端口S參數(shù)。S11?andS22?分別表示端口1和端口2的復阻抗。S21表示傳輸特性,端口1為輸入,端口2為輸出(S12?但是端口2是輸入,端口1是輸出)。

S11=b1/a1,a2=0??(1)

S21=b2/a1,a2=0??(2)

S12=b1/a2,a1=0??(3)

S22=b2/a2,a1=0??(4)

對于單向器件,可以使用放大器(端口1為輸入,端口2為輸出)S11表示輸入阻抗,用S21表示頻率響應,使用頻率響應S12表示反向隔離,使用S22表示輸出阻抗。數(shù)據(jù)轉換器也是一種單向裝置,但其端口2通常是數(shù)字輸出,這對測量和解釋都有一定的影響。需要注意的是一定要詳細的測試需求,根據(jù)詳細的測試需求定制相應的射頻芯片測試座。避免在測試時達不到預期測試效果。


射頻芯片測試

2、將S參數(shù)擴展到多端口器件和差分器件

S參數(shù)框架可以擴展到任何數(shù)量的端口,有意義的參數(shù)數(shù)為2N,N表示端口的數(shù)量。由于振蕩和共模抑制能力的提高,許多集成電路輸入輸出不同。射頻采樣ADC(如TI的ADC12DJ5200RF)差分射頻輸入和差分時鐘輸入通??捎?。為了支持差分端口,我們還可以進一步擴展S參數(shù)框架。

對于差分端口來說,我們必須區(qū)分共模波和差模波。兩種模式的入射振幅相同,但差模入射波相移180度,共模入射波相位相同。

?

對于端口之間沒有反饋的線性設備,可以根據(jù)單端S參數(shù)(在任何給定的時間內,只有一個端口具有活動狀態(tài)的入射波)的疊加方法來計算旅行混合模式S參數(shù)?,F(xiàn)代高性能VNA還支持兩個端口同時用差?;蚬材2ù碳?。

?

3、測量數(shù)據(jù)轉換器S參數(shù)所面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)轉換器的半模擬半數(shù)字特性對測量S參數(shù)提出了挑戰(zhàn)。VNA數(shù)據(jù)轉換器的數(shù)字總線不能直接連接,因此需要采用特殊的測量方法。

本系列文章的第二部分將介紹測量德州儀器射頻采樣數(shù)據(jù)轉換器S參數(shù)的方法。第三部分將討論如何在RF采樣數(shù)據(jù)轉換器系統(tǒng)的設計中使用S參數(shù)。

在谷易電子射頻芯片、端口器件、模塊、分立器件行業(yè)應用測試中,

首要的是確認測試需求、詳細規(guī)格參數(shù)。目前很多射頻設備公司,雖然包裝形式多樣,但都有共同的特點,測試量不如傳統(tǒng)MCU,邏輯芯片和其他芯片測試數(shù)量巨大,因此一般以工具的形式進行手動測試。此外,由于上述射頻芯片測試對插件損傷的要求較高,測試座的設計、阻抗匹配和特殊性PCB設計結構復雜,有一定的衰減。這種成本和效率不同的方式不受這些公司的青睞。對于大型射頻設備制造商來說,射頻測試座仍然是主流需求,尤其是5G,隨著快速發(fā)展,其需求仍然巨大,F(xiàn)T用于測試的射頻ATE用于老化的測試座和測試座burnin射頻測試座,都是重點。

射頻芯片測試座


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