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用自动测试方法来替代手工接线测试,对网分测试端口进行扩展

h1654155971.7596 来源:未知 作者:龚婷 2018-03-20 15:01 次阅读

随着4G/5G移动通信技术的发展,对天线兼容多频段的要求越来越高,对于设计时需天线的驻波和插损进行测试,但多次使用网分进行拔插,不仅繁琐,而且容易多次拔插导致接触不好产生的性能变差,无法很好验证设计的正确性,此时需要有一个自动测试方法来替代手工接线测试,对网分测试端口进行扩展(2扩N),对接天线测试端口,但设计过程会遇到不同的问题,以下逐步分析

问题现象

在测试天线过程中发现其中一路通道驻波和插损异常大,驻波最大为3.1,差损为20db,经排查是由于PCB板上其中一路端口驻波和插损过大。

通过比较发现:-45端口输入,S11端口输出条件下测试驻波和差损正常,驻波最大为1.53,插损最大为-7db;+45端口输入,S22输出(如图1所示)。驻波最大为3.2,差损最大为20db。两电路结构相同,唯一不同是传输线长度不同,经分析是由于电路阻抗失配而导致驻波值大和插损值大,下一步想办法解决驻波和插损大问题。

图1 测试端口PCB图

图2 测试端口原理图

单端口解决方案

1.方案二:更改天线切换IC,但结合到我司天线目前的性能,只有HMC595E 符合要求(其实是可以使用PIN二极管来代替的)

2.方案三: 修改设计电路,使得传输线匹配。方案三可行。

多端口测试

此测试目的是解决IC互相影响而导致驻波和插损变差的问题。

测试1:端口+45 IN,端口S22 OUT,其他端口悬空;

电平:U27_A低,U27_B高,U28_A高,U27_B低;

测试2:端口+45 IN,端口S22 OUT,其他端口悬空;

电平:U27_A高,U27_B低,U28_A高,U27_B低;

测试3:端口-45 IN,端口S11 OUT,其他端口悬空;

电平:U27_A高,U27_B低,U28_A低,U27_B高;

测试4:端口+45 IN,端口S11 OUT,其他端口悬空;

电平:U27_A低,U27_B高,U28_A高,U27_B低;

测试2的情况是测试U27对U28通路的驻波和插损影响,从理论分析,当U27_A电平高,U27_B电平低,U27_RF1引脚不通信号,U27_RF2引脚接通信号;当U28_A电平高,U29_B电平低; U28_RF1引脚不通信号,U28_RF2引脚接通信号,见图4引脚图和真值表。

图4 HMC595E引脚图和真值表

信号从+45端口输入,经过U28,S22出,没有信号流经U27。但在测试过程中发现焊接上U27后对S22端口输入驻波影响不大,对S22端口输出驻波产生恶化,单独通路测试S22端口输出驻波最大为1.7,焊接上U27后S22端口输出驻波为2.1。如图5、图6所示。

图5 没焊接U27,+45输入S22输出的通路驻波和插损

图6 焊接U27,+45输入S22输出的通路驻波和插损

通过修改电路使得阻抗在传输过程中匹配,通过调试,最终电路如下:

图7 最终调试电路

图7中R10=5.1Ω,R11=R12=810Ω,实现50Ω阻抗匹配。具体计算可以使用网络衰减计算软件,软件截图如下,也可以通过数学公式计算出来,详细请参考《射频功率衰减值原理.pdf》文章。

图8 网络衰减计算软件界面

修改后的PCB图如下:

图9 调试后的PCB图

部分驻波测试数据:

表1 系统驻波部分测试数据

电路板端口 天线 系统
S22 1.54 1.51 1.78
S11 1.55 1.44 1.58

总结:此方法可以临时解决驻波和插损问题,但是不能准确确定电路的参数和PCB布线的参数,不利于提高工作效率。下一篇文章我们将研究问题的本质原因。

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原文标题:技术专栏 | 生产自动测试系统端口驻波插损分析(一)

文章出处:【微信号:Anxin-360ic,微信公众号:芯师爷】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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