基于NI PXI和LabVIEW缩短RF功率放大器特征化时间_技术

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。

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 PXI、LabVIEW和NI 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-4110可编程电源

• NI PXI-4130功率源测量单元

• NI PXI-2596双6x1 26 GHz多路复用器

• 传统机架频谱分析仪

• 外置功率计、电源

• LabVIEW

• NI TestStand

• NI GSM/EDGE测量套件

• 用于WCDMA/HSPA+的NI测量套件

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。