毫米波脉冲功率放大器芯片的测试系统的制作方法

本实用新型涉及集成电路毫米波芯片电性能测试领域，更具体的说，它涉及毫米波脉冲功率放大器的测试系统。

背景技术：

毫米波脉冲功率放大器芯片已广泛应用于雷达、遥感、通信等领域，并且是脉冲体制下发射系统的重要组成部分。毫米波脉冲功率放大器芯片电性能测试，常规测试指标有电流、增益、增益平坦度、饱和输出功率、电源附加效率、相位一致性、非线性相位误差等。

毫米波脉冲功放芯片电性能测试，需要使用到毫米波信号源、频谱仪、矢量网络分析仪、功率计、探针台等测试仪表和设备。一般测试时采用手动操作，需要对测试仪表及探针台灯设备手动进行设置并且手动处理测试结果，操作复杂，工作量大，重复性差，测试时间长，人力资源成本大，效率低。特别是毫米波频段测试时，信号频率高，为保证测试精度，对测试装置的一致性要求极高，手动测试存在大量的问题。实用新型专利《连续波功率放大器自动化测试系统》（CN 203658537 U）提供了一种连续波功率放大器自动测试系统方案。该自动测试系统方案解决了手动测试连续波功率放大器带来的重复性差、精度低、效率低、成本高等问题。但是该测试系统存在不通用、难以扩展至脉冲体制下测试和无法完成芯片在片测试等问题。发表于《固体电子学研究与进展》的《GaAs功率单片脉冲在片测试技术研究》介绍了脉冲体制下的脉冲功率放大器在片测试系统。该系统针对不同的测试需求采用了两种不同的脉冲体制测试方法：宽带测试法和窄带测试法。其中宽带测试法存在接收机带宽受限的原因，无法测试脉宽较窄的脉冲信号，而窄带测试方法，同样存在测试速度慢，动态范围低等问题。并且《GaAs功率单片脉冲在片测试技术研究》中没有介绍自动化的在片脉冲功放测试系统，无法高效、可重复的完成大批量的脉冲功率放大器芯片电性能测试工作。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了毫米波脉冲功率放大器芯片的测试系统。该测试系统实现了高效率、高精度、高重复性的在片测试，并且利用脉冲触发控制单元精确控制测试时序，解决了脉冲功放测试系统的通用性问题，大大提高了测试效率，降低了测试成本，实现了大批量毫米波脉冲功率放大器芯片的电性能测试。

本实用新型的技术方案如下：

毫米波脉冲功率放大器的测试系统，包括自动化测试控制单元、毫米波电性能测试单元、脉冲触发控制单元、脉冲电源控制单元和脉冲功率放大器；毫米波电性能测试单元、脉冲触发控制单元与自动化测试控制单元电性连接，并受其控制实现通信；脉冲触发控制单元与毫米波电性能测试单元、脉冲电源控制单元、脉冲功率放大器电性连接，毫米波电性能测试单元与脉冲功率放大器电性连接，脉冲电源控制单元与脉冲功率放大器的栅极、漏极电性连接，并提供直流脉冲电压；自动化测试控制单元采用ARM的Cortex-A75；毫米波电性能测试单元包括信号源、探针台、功率计、矢量网络分析仪、频谱分析仪、示波器和通道开关，毫米波电性能测试单元与脉冲功率放大器通过信号线连接，信号源、探针台、功率计、矢量网络分析仪、频谱分析仪、通道开关、示波器与自动化测试控制单元电性连接，并受其控制。

进一步的，所述毫米波脉冲功率放大器的测试系统，脉冲信号由脉冲触发控制单元产生，脉冲电源控制单元根据接收到的脉冲触发控制单元的脉冲信号，调制产生脉冲功率放大器所需的脉冲直流电压。

本实用新型相比现有技术优点在于：本实用新型解决了脉冲功率放大器测试通用性问题，大大提高了测试效率，降低了测试成本，实现了高效率、高精度、高重复性测试，实现了大批量毫米波脉冲功率放大器芯片的电性能测试。

附图说明

图1为本实用新型自动化测试系统的结构框图；

图2为本实用新型毫米波电性能测试单元结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1和图2所示，毫米波脉冲功率放大器的测试系统，包括自动化测试控制单元、毫米波电性能测试单元、脉冲触发控制单元、脉冲电源控制单元和脉冲功率放大器。毫米波电性能测试单元、脉冲触发控制单元与自动化测试控制单元电性连接，并受其控制实现通信。脉冲触发控制单元与毫米波电性能测试单元、脉冲电源控制单元、脉冲功率放大器电性连接，毫米波电性能测试单元与脉冲功率放大器电性连接，脉冲电源控制单元与脉冲功率放大器的栅极、漏极电性连接，并提供直流脉冲电压。自动化测试控制单元采用ARM的Cortex-A75。毫米波电性能测试单元包括信号源、探针台、功率计、矢量网络分析仪、频谱分析仪和示波器，毫米波电性能测试单元与脉冲功率放大器通过信号线连接，信号源、探针台、功率计、矢量网络分析仪、频谱分析仪、示波器与自动化测试控制单元电性连接，并受其控制。

所述毫米波脉冲功率放大器的测试系统，脉冲信号由脉冲触发控制单元产生，脉冲电源控制单元根据接收到的脉冲触发控制单元的脉冲信号，调制产生脉冲功率放大器所需的脉冲直流电压。

自动化测试控制单元由ARM的Cortex-A75高性能处理器提供数据处理，搭载提供自动化测试和数据处理程序。自动化测试控制单元通过GPIB总线或者网线与毫米波电性能测试单元内的仪器设备进行通信、管理和控制。在自动化测试平台中根据不同的电性能测试项设置测试通道。下面以功率测试通道和S参数测试通道为例进行实例测试说明。

功率测试通道测试具体包含：

自动校准功率测试通道的输入和输出插损。

自动设置毫米波电性能测试单元中的信号源输出脉冲，其中信号源的直流脉冲调制信号及触发信号由脉冲触发控制单元提供。

自动设置毫米波电性能测试单元中的功率计，并读取测试数据，并对数据作校准修正。

自动设置脉冲电源控制单元，根据脉冲触发控制单元提供的触发及脉冲信号进行脉冲调制。脉冲电源控制单元为脉冲功率放大器的栅极、漏极提供直流脉冲电压。

自动设置毫米波电性能测试单元中的在片测试平台，进行脉冲功率放大器在片测试。

自动化测试控制单元中的自动化测试和数据处理程序从毫米波电性能测试单元中的测试设备读取测试结果，并整理测试数据，生成测试报告。

S参数测试通道测试具体包含：

自动控制毫米波电性能测试单元中的矢量网络分析仪，设置测试频率、功率、触发方式、测试项等。脉冲调制信号及触发信号由脉冲触发控制单元提供。

自动控制毫米波电性能测试单元中的在片测试平台，结合毫米波电性能测试单元中的矢量网络分析仪，进行在片测试校准，并保持校准数据。

自动设置脉冲触发控制单元，为脉冲S参数测试通道提供脉冲调制信号及触发信号。

自动设置脉冲电源控制单元，根据脉冲触发控制单元提供的触发及脉冲信号进行脉冲调制。脉冲电源控制单元为脉冲功率放大器的栅极、漏极提供直流脉冲电压。

自动设置毫米波电性能测试单元中的在片测试平台，进行脉冲功率放大器在片测试。

自动化测试控制单元中的自动化测试和数据处理程序从毫米波电性能测试单元中的测试设备读取测试结果，并整理测试数据，生成测试报告。

毫米波脉冲功率放大器的片自动化测试系统，实现了高效率、高精度、高重复性的大批量毫米波脉冲功率放大器芯片的电性能测试，并且利用脉冲触发控制单元精确控制测试时序,采用了脉内取点的脉冲测试方法，解决了脉冲功放测试系统的通用性，大大提高了测试效率，降低了测试成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。