一种声表面波器件测试装置及其测试方法
【专利摘要】本发明属于声表面波器件测试【技术领域】，公开了一种声表面波器件测试装置及其测试方法，包括矢量网络分析仪和BNC连接组件，其特征在于，还包括测试校准装置，所述BNC连接组件将矢量网络分析仪与测试校准装置相连接；本发明利用BNC连接组件将矢量网络分析仪与测试器件直接连接，减小了器件测试结果的误差，节省了成本；通过双刀双掷开关选择校准端口，实现了对校准类型的选择，可根据需要开启和关闭相应的开关来选择所需的校准类型，解决了现有技术的一次校准将需多次装卸套件导致的不方便操作以及效率低的问题。
【专利说明】一种声表面波器件测试装置及其测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于声表面波器件测试【技术领域】，具体涉及一种声表面波器件测试装置及 其测试方法。
【背景技术】
[0002] 声表面波器件技术是声学、电子学、光学、压电材料和半导体平面工艺结合的一门 新兴边缘学科。声表面波器件以稳定性好、抗电磁干扰能力强、功耗低、体积小、质地轻等一 系列优点被广泛应用于空中交通管理、雷达、声纳、电子对抗、通讯、环境保护等多个领域。 声表面波器件的研究、制作以及测试的工作量随之广泛的应用性大大地增加，问题也随之 而来。
[0003]目前，常用的声表面波器件测试装置所采用的是通过信号线将在线测试器件与网 络分析仪连接进行测试，这样的装置虽然设计简单，节省成本，但是信号线的传输会给测试 结果带来较大的测量误差，此外，通过信号线连接的在线测试设备易晃动，很有可能会给测 试结果带来不必要的误差。其次，在对声表面波器件进行测试前，要进行网络分析仪的校准 以减小测试误差，校准时，通常会选择全双端口校准，要对两个端口进行开路、短路、负载和 传输校准。然而现存的测试装置在进行校准时需将在线测试设备卸下，将相应的校准套件 与信号线依次连接进行校准，一次校准将需多次装卸套件，这样不仅不方便操作而且浪费 人力资源和工作时间。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种声表面波器件测试 装置及测试方法，该装置不仅能够实现低误差的声表面波器件测试，并且可以实现校准端 口和校准类型的选择，既节省了声表面波器件测试时间，又节省了人力资源，以较高的自动 化和效率对声表面波器件进行了测试。
[0005] 为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种声表面波器件测试装置，包括矢量网络分析仪和BNC连接组件，其特征在于， 还包括测试校准装置；所述BNC连接组件将矢量网络分析仪与测试校准装置相连接。
[0007] 进一步的，所述的BNC连接组件包括BNC转接头J6、J7、Jll、J12,其中，BNC转接 头J6公头连接矢量网络分析仪的输出端口，BNC转接头J6母头连接BNC转接头Jll一端 公头；BNC转接头J7公头连接矢量网络分析仪的输入端口，BNC转接头J7母头连接BNC转 接头Jl2 -公头。
[0008] 进一步的，所述的测试校准装置包括BNC转接头Jl、J2、J3、J4、J5、J8、J9和J10， 第一同轴信号连接线和第二同轴信号连接线，6个开关S0、S1、S2、S3、S4和S5,1个24脚底 座，其中：
[0009]所述开关Sl的1引脚接BNC转接头Jl的内针引脚，2引脚接24脚底座的6号引 脚，BNC转接头J2的内针引脚接24脚底座的19号引脚，24脚底座的3、5、21号引脚与BNC 转接头Jl外围的四个引脚连接，24脚底座的20、4、22号引脚与BNC转接头J2外围的四个 引脚连接；
[0010] 所述开关S2的1引脚接开关SO的1引脚，开关S2的2引脚与BNC转接头J3的 内针引脚相连，BNC转接头J3外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J3与BNC转接头J8公头相连；
[0011] 所述开关S3的1引脚接开关SO的1引脚，开关S3的2引脚与BNC转接头J4的 内针引脚相连，BNC转接头J4外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J4与BNC转接头J9公头相连；
[0012] 所述开关S4的1引脚接开关SO的1引脚，开关S4的2引脚与BNC转接头J5的 内针引脚相连，BNC转接头J5外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J5与 BNC转接头JlO公头相连；
[0013] 所述开关S5的1引脚接BNC转接头Jl的内针引脚，开关S5的2引脚接第一同轴 信号连接线的内针引线1，第一同轴信号连接线的外围引线3接Jl的外围的四个引脚，第二 同轴信号连接线的内针引线2与J2的内针引线相连，第二同轴信号连接线的外围引线4与 J2的外围引脚相连；
[0014] 所述开关SO的2、3、4、5号四个引脚分别接J2内针引脚、Jl内针引脚、Jl外围引 脚、J2外围引脚。
[0015] 进一步的，一种利用上述声表面波器件测试装置进行声表面波器件测试的方法， 包括以下步骤：
[0016] 1)将转接头J6公头与矢量网络分析仪输出端口连接，转接头J7公头与矢量网络 分析仪输入端口连接；短路套件与转接头J8母头连接，开路套件与转接头J9母头连接，负 载套件与转接头JlO母头连接，将第一同轴信号连接线的公头和第二同轴信号连接线的公 头通过传输套件连接。
[0017] 2)选择矢量网络分析仪端口进行不同类型的校准
[0018] 开路校准：开关SO断开，开关S2闭合，对输出端口进行开路校准；开关SO闭合，开 关S2闭合对输入端口进行开路校准；其他开关断开；
[0019] 短路校准：开关SO断开，开关S3闭合，对输出端口进行短路校准，开关SO闭合，开 关S3闭合对输入端口进行短路校准；其他开关断开；
[0020] 负载校准：开关SO断开，开关S4闭合，对输出端口进行负载校准，开关SO闭合，开 关S4闭合对输入端口进行负载校准；其他开关断开；
[0021] 传输校准：开关S5闭合，对矢量网络分析仪进行传输校准；其他开关断开。
[0022] 3)待校准完成后，确保其他开关断开，闭合开关S1，进行声表面波器件的测试。
[0023] 本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0024] 1、本发明通过BNC连接组件将矢量网络分析仪与测试器件直接连接，使矢量网络 分析仪和在线测试器件信号迅速连接，并且这种连接方式可减小外界信号干扰，可靠性比 较高，从而减小了器件测试结果的误差。另外，此种连接方式，将测试装置与矢量网络分析 仪固定连接不易晃动，也减小了不必要的误差。
[0025] 2、本发明通过双刀双掷开关选择校准端口，另外分别设置了开路、短路、负载和传 输校准装置，通过开关实现了对校准类型的选择，可根据需要开启和关闭相应的开关来选 择所需的校准类型。解决了现有技术的一次校准将需多次装卸套件导致的不方便操作以及 效率低的问题。既节省了人力资源，方便有效的对矢量网络分析仪进行校准，又节约了工作 时间和避免了校准操作的复杂。
[0026] 3、本发明采用BNC连接器连接矢量网络分析仪和在线测试器件，不仅操作方便， 而且其结构和组成部分复杂程度低，采用的BNC连接器成本远远小于传统的信号线。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的结构框图；
[0028] 图2是本发明的矢量网络分析仪和BNC连接组件的连接示意图；
[0029] 图3是本发明的测试校准装置中的转接头的连接示意图；
[0030] 图4是本发明的测试校准装置电路图；
[0031] 图5为中心频率为101. 764MHz的声表面器件频率响应特性测试结果。
【具体实施方式】
[0032] 以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施 例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
[0033] 实施例：
[0034] 遵循本发明的技术方案，本实施例给出了一种声表面波器件测试装置，如图1所 示，该装置包括矢量网络分析仪、BNC连接组件和测试校准装置；其中，BNC连接组件将矢量 网络分析仪与测试校准装置相连接；矢量网络分析仪包括输出端口和输入端口；BNC连接 组件包括BNC转接头J6、J7、JlI、Jl2;测试校准装置包括BNC转接头Jl、J2、J3、J4、J5、J8、 J9和J10,第一同轴信号连接线，第二同轴信号连接线，6个开关SO、SI、S2、S3、S4和S5,1 个24脚底座。
[0035] 开关SI、S2、S3、S4、S5为带自锁的开关按键，SO为双刀双掷开关。
[0036] 同轴信号连接线为N型公头（N-J内螺内针）的同轴信号线。
[0037] Jl、J2、J3、J4、J5为90度弯插BNC转接头，J6、J7为母头（内孔）转公头（内螺 内针）的BNC转接头，J8、J9、JlO为母头（外螺内孔）转公头（内针）的BNC转接头，J11、J12为公头直通的BNC转接头。
[0038] 本装置各部分具体连接如下：
[0039] 参见图2,矢量网络分析仪输出端口与BNC转接头J6公头连接，转接头J6母头与 BNC转接头Jl1 一端公头连接；输入端口与转接头J7公头连接；转接头J7母头与BNC转接 头J12 -端公头连接，此外，Jll的另一端公头与BNC转接头Jl相连，J12的另一端公头与 BNC转接头J2相连，实现了激励信号从矢量网络分析仪到测试校准装置的传输；BNC连接组 件可根据网络分析仪接口设置其长度、组成以及类型。
[0040] 参见图3、图4,开关Sl的1引脚接BNC转接头Jl的内针引脚，2引脚接24脚底座 的6号引脚，BNC转接头J2的内针引脚接24脚底座的19号引脚，24脚底座的3、5、21号引 脚与BNC转接头Jl外围的四个引脚连接，24脚底座的20、4、22号引脚与BNC转接头J2外 围的四个引脚连接，构成声表面波器件的在线测试装置。
[0041]开关S2的1引脚接开关SO的1引脚，开关S2的2引脚与BNC转接头J3的内针 引脚相连，BNC转接头J3外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J3与BNC转 接头J8公头相连，构成开路校准装置。
[0042] 开关S3的1引脚接开关SO的1引脚，开关S3的2引脚与BNC转接头J4的内针 弓丨脚相连，BNC转接头J4外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J4与BNC转 接头J9公头相连，构成短路校准装置。
[0043] 开关S4的1引脚接开关SO的1引脚，开关S4的2引脚与BNC转接头J5的内针 弓丨脚相连，BNC转接头J5外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J5与BNC转 接头JlO公头相连，构成负载校准装置。
[0044] 将一根同轴信号连接线从中剪断剪成两段，形成第一同轴信号连接线和第二同轴 信号连接线，其中有内针引线和外围引线，将第一同轴信号连接线的公头和第二同轴信号 连接线的公头通过传输套件连接。开关S5的1引脚接BNC转接头Jl的内针引脚，开关S5 的2引脚接第一同轴信号连接线的内针引线1，第一同轴信号连接线的外围引线3接Jl的 外围的四个引脚，第二同轴信号连接线的内针引线2与J2的内针引线相连，第二同轴信号 连接线的外围引线4与J2的外围引脚相连，构成传输校准装置。
[0045] 开关SO的2、3、4、5号四个引脚分别接J2内针引脚、Jl内针引脚、Jl外围引脚、 J2外围引脚，用来选择矢量网络分析仪的输出端口或者输入端口进行校准。
[0046] 本发明的工作原理如下：
[0047] 双刀双掷开关SO用于选择矢量网络分析仪的输出端口或者输入端口，开关默认 状态是输出端口，当闭合开关SO后，激励信号传输切换到输入端口，对输入端口进行相应 的校准。当闭合开关S2,激励信号传输到短路校准装置中进行短路校准；当闭合开关S3,激 励信号传输到开路校准装置中进行开路校准；当闭合开关S4,激励信号传输到负载校准装 置中进行负载校准；当闭合开关S5,激励信号传输到传输校准装置中进行传输校准。
[0048] 31、52、53、54、55开关不可同时闭合，在闭合其中一开关时要确定其他开关处于断 开状态，否则会出现测试结果错误或误差大的现象。
[0049] 完成校准后，闭合开关SI,激励信号通过输出端口输出，传输给声表面波器件，最 后通过输入端口输入到网络分析仪，网络分析仪测试显示器件的各项测试参数和图片，完 成声表面波器件的测试。
[0050] 应用本发明的声表面波器件测试装置，进行声表面波器件测试方法具体包括如下 步骤：
[0051] 1)将转接头J6公头与矢量网络分析仪输出端口连接，转接头J7公头与矢量网络 分析仪输入端口连接；短路套件与转接头J8母头连接，开路套件与转接头J9母头连接，负 载套件与转接头JlO母头连接，将第一同轴信号连接线的公头和第二同轴信号连接线的公 头通过传输套件连接。
[0052] 2)选择矢量网络分析仪端口进行不同类型的校准。矢量网络分析仪包括短路校 准、开路校准、负载校准、传输校准、单端口校准和双端口校准。对声表面波器件测试选择双 端口校准，双端口校准是对输出端口和输入端口分别进行开路校准、短路校准、负载校准以 及两个端口之间的传输校准。
[0053] 开路校准：开关SO断开，开关S2闭合，对输出端口进行开路校准；开关SO闭合，开 关S2闭合对输入端口进行开路校准，其他开关断开；开关SO断开时，1引脚与3引脚、4引 脚与6引脚导通；开关SO闭合时，1引脚与2引脚、6引脚与5引脚导通。
[0054] 短路校准：开关SO断开，开关S3闭合，对输出端口进行短路校准，开关SO闭合，开 关S3闭合对输入端口进行短路校准，其他开关断开；
[0055] 负载校准：开关SO断开，开关S4闭合，对输出端口进行负载校准，开关SO闭合，开 关S4闭合对输入端口进行负载校准，其他开关断开；
[0056] 传输校准：开关S5闭合，对矢量网络分析仪进行传输校准，其他开关断开。
[0057] 针对激励源中心频率为101. 764MHz，带宽为30MHz的双端口校准。校准前后数据 对比如表1所示。
[0058]
【权利要求】
1. 一种声表面波器件测试装置，包括矢量网络分析仪和BNC连接组件，其特征在于，还 包括测试校准装置；所述BNC连接组件将矢量网络分析仪与测试校准装置相连接。
2. 如权利要求1所述的一种声表面波器件测试装置，其特征在于，所述的BNC连接组件 包括BNC转接头J6、J7、Jll、J12,其中，BNC转接头J6公头连接矢量网络分析仪的输出端 口，BNC转接头J6母头连接BNC转接头Jll 一端公头；BNC转接头J7公头连接矢量网络分 析仪的输入端口，BNC转接头J7母头连接BNC转接头J12 -端公头。
3. 如权利要求2所述的一种声表面波器件测试装置，其特征在于，所述的测试校准装 置包括BNC转接头Jl、J2、J3、J4、J5、J8、J9和J10,第一同轴信号连接线和第二同轴信号 连接线，6个开关SO、SI、S2、S3、S4和S5,1个24脚底座，其中： 所述开关Sl的1引脚接BNC转接头Jl的内针引脚，2引脚接24脚底座的6号引脚， BNC转接头J2的内针引脚接24脚底座的19号引脚，24脚底座的3、5、21号引脚与BNC转 接头Jl外围的四个引脚连接，24脚底座的20、4、22号引脚与BNC转接头J2外围的四个引 脚连接； 所述开关S2的1引脚接开关SO的1引脚，开关S2的2引脚与BNC转接头J3的内针 弓丨脚相连，BNC转接头J3外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J3与BNC转 接头J8公头相连； 所述开关S3的1引脚接开关SO的1引脚，开关S3的2引脚与BNC转接头J4的内针 弓丨脚相连，BNC转接头J4外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J4与BNC转 接头J9公头相连； 所述开关S4的1引脚接开关SO的1引脚，开关S4的2引脚与BNC转接头J5的内针 引脚相连，BNC转接头J5外围的四个引脚与开关SO的6引脚相连，BNC转接头J5与BNC转 接头JlO公头相连； 所述开关S5的1引脚接BNC转接头Jl的内针引脚，开关S5的2弓丨脚接第一同轴信号 连接线的内针引线1，第一同轴信号连接线的外围引线3接Jl的外围的四个引脚，第二同轴 信号连接线的内针引线2与J2的内针引线相连，第二同轴信号连接线的外围引线4与J2 的外围引脚相连； 所述开关SO的2、3、4、5号四个引脚分别接J2内针引脚、Jl内针引脚、Jl外围引脚、 J2外围引脚。
4. 一种利用权利要求3所述的声表面波器件测试装置进行声表面波器件测试的方法， 包括以下步骤： 1) 将转接头J6公头与矢量网络分析仪输出端口连接，转接头J7公头与矢量网络分析 仪输入端口连接；短路套件与转接头J8母头连接，开路套件与转接头J9母头连接，负载套 件与转接头JlO母头连接，将第一同轴信号连接线的公头和第二同轴信号连接线的公头通 过传输套件连接。 2) 选择矢量网络分析仪端口进行不同类型的校准 开路校准：开关SO断开，开关S2闭合，对输出端口进行开路校准；开关SO闭合，开关 S2闭合对输入端口进行开路校准；其他开关断开； 短路校准：开关SO断开，开关S3闭合，对输出端口进行短路校准，开关SO闭合，开关S3 闭合对输入端口进行短路校准；其他开关断开； 负载校准：开关SO断开，开关S4闭合，对输出端口进行负载校准，开关SO闭合，开关S4 闭合对输入端口进行负载校准；其他开关断开； 传输校准：开关S5闭合，对矢量网络分析仪进行传输校准；其他开关断开。 3)待校准完成后，确保其他开关断开，闭合开关S1，进行声表面波器件的测试。
【文档编号】G01R31/00GK104316787SQ201410535909
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】文常保, 杨窕, 朱博, 巨永锋, 李演明, 全思 申请人:长安大学