射频芯片ATE测试从入门到放弃之基本概念

射频芯片ATE测试从入门到放弃

引言

目前各行各业内卷越来越严重，新的时代背景下，资本需要新故事，技术需要新场景，用户需要新体验，而且各项新技术已经发展积累到了一个奇点。国家各个领域的数字化进程正在加速，对于30多岁的我们越来越不友好，抽着廉价的香烟，闻着尼古丁的气息，却不知道自己该何去何从？

看到网上有很多半导体芯片测试的文章，以及好多国外电子出版社的英文书籍，突然间手痒痒，想写点自己知道的或者不知道的测试文章，与各位网友共同进步。第一次写文章，射频（RF）芯片开始，后期看反响，再及时补充混合信号（Mixed-signal）。虽然自己不是这方面的专家，也知道自己几斤几两，但是如果能够帮助到大多数读者，能够应对实际工作需求也是很欣慰的。

趣味射频、微波入门概念

在射频世界里，射频和微波是非常模糊的概念，都有很高的频率，在空间中电磁波都有大小和方向，对于电场E的幅度通过用V/m,磁场H用A/m，两者相互正交，在空间中传输，是和磁导率4πe-7，介电常数8.85e-12有关，其特性阻抗

，假设自由空间中30MHz和30GHz在3e8下传输，其波长分别为10m和1cm，那么可以得到波长和频率成反比（c=λf）

为了表示信号强度通常用功率（W）来衡量，有相对功率（dbm）,绝对功率（Db），具体换算可以用10log(P/1mW)=dbm,网上也有很多换算表可以直接查，比如-3db=1/2x

频率就是单位时间内，完成完整sin波的次数（单位HZ），带宽就是描述频率的方法，即Fmax-Fmin,带宽和承载数据速率有直接关系，奈奎斯特第一准则规定带限信道的理想低道截止频率为fH时，最高的无码间干扰传输的极限速度为2fH（既W=2B，W为信道的极限带宽，；B 代表信道也就是传输通道的带宽）。例如，信道带宽为2000Hz时，每秒最多可传送4000个二进制码元。一路数字电话速率为64kbit/s，则无码间干扰的信道带宽为32kHz。换言之带宽越宽，在一定时间内所承载的数据就越多，数据速率就越高，但是除了除了考虑码间串扰（InterSymbol Interference，ISI）外，还需要关心信噪比（SNR），香农公式信道的极限传输速率 C=Wlog2(1+S/N) 式中，C 代表信道也就是传输通道可传送的最大信息速率，简称为信道容量；W代表信道也就是传输通道的极限带宽；S/N 代表接收信号的信噪比；log2代表以2为底的对数。

至于宽带（宽的带宽）和窄带（窄的带宽），通常宽带小于50%就是窄带，大于50%就是宽带，eg一个器件可容纳25
MHz~125MHz,那么带宽就是100Mhz=125-25；那么它的百分比带宽（到底属于宽带还是窄带呢）66.6%=（125-25）/（125+25）–》数据宽带

电路信号传输中分为长线传输（传输线的几何长度和线上传输电磁波的波长的比值（即电长度）大于或接近于1，高频，分布参数）和短线传输（低频，集中参数）

射频信号电路分析中,非常重要的一个概念就是特性阻抗（又称“特征阻抗” ），它不是直流电阻，属于长线传输中的概念。在高频范围内，信号传输过程中，信号沿到达的地方，信号线和参考平面（电源或地平面）间由于电场的建立，会产生一个瞬间电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为V/I，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z。信号在传输的过程中，如果传输路径上的特性阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。影响特性阻抗的因素有：介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度。

信号沿传输线传播过程当中,如果传输线上各处具有一致的信号传播速度,并且单位长度上的电容也一样,那么信号在传播过程中总是看到完全一致的瞬间阻抗.由于在整个传输线上阻抗维持恒定不变,我们给出一个特定的名称,来表示特定的传输线的这种特征或者是特性,称之为该传输线的特征阻抗.特征阻抗是指信号沿传输线传播时,信号看到的瞬间阻抗的值.

特性阻抗是个复数，和工作频率有关，下面介绍一些基本公式Z=R+jX(X为电抗, 电抗为电容及电感对电流的阻碍作用，为阻抗的虚数部分,R为电阻)

导纳Y=1/Z=G+jB(unit in siemens)【Y为导纳是电导和电纳的统称，G为电导，B为电纳】

那么问题来了，衡量是否有泄露，是否匹配良好就需要2种度量，分别是电压驻波比VSWR和回波损耗RL，那么为什么没有反射系数呢？因为VSR或者VSWR是微波传输过程中，最大电压（波峰）与最小电压（波谷）之比，是一个比值，没有单位，其本质就是单个器件或者系统的反射系数，用以考量系统的反射功率情况。而return loss是由单位的Db，三者之间可以转化

说到参数了，就顺便提一下散射参数（S-Parameters）,其本质就是输出比输入，可以通过下图来自行推到验证，更加便于理解

下期将和大家一起进入收发机模块

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