一种基于NOVA射频测试平台的扩频装置的制作方法

一种基于nova射频测试平台的扩频装置
技术领域
1.本实用新型属于射频测试技术领域，具体涉及一种基于nova射频测试平台的扩频装置。


背景技术：

2.目前国内外主要的商用自动化射频测试平台大多数测试频率上限仍为6ghz，无法满足部分5g与毫米波的测试需求。国外部分供应商的更高频段的自动化射频测试设备，成本过高，且软件更新受限于国外供应商的license管控，存在部分定价不透明，响应周期慢等问题。射频测试平台nova是本技术人从2013年开始研发的射频测试平台，平台主要由pxi机箱和射频通道矩阵两部分构成，pxi机箱主要提供芯片的供电电压、逻辑电压、测试向量和射频信号等，射频通道矩阵可以快速、稳定地切换信号的输入和输出端口，拥有4个发射端口(可实现不同频段的滤波)，32个发射/接收端口和16个天线端口(可实现谐波测试)，通过socket的pogo pin将输入端口和输出端口随时调整到对应测试项目所需的芯片pin脚，实现多端口射频芯片的自动化测试。到2017年已开始服务国内的一些射频芯片制造商，但在更新前同样受制于可测频率范围，即发射和测试的射频信号必须低于6ghz。但随着5g时代和毫米波的到来，更新制式、更高频段的测试需求日渐增长。nova和市面上大多数商用射频测试平台一样，也面临着测试频率上限亟需突破的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题：提供一种将可测频率范围从6ghz扩展到26ghz，可测试频率在6ghz以内射频信号的三次谐波和部分毫米波的基于nova射频测试平台的扩频装置。
4.技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种基于nova射频测试平台的扩频装置，其特征在于，包括：pxi平台、信号发生器、混频器、功分器、射频开关和射频通路矩阵，所述信号发生器连接功分器，所述功分器分别连接混频器a和混频器b，信号发生器发出射频信号，经功分器后分别进入混频器a和混频器b，实现对射频信号的上/下变频；所述混频器a通过射频开关连接pxi平台的输出端和射频通路矩阵；所述混频器b通过射频开关连接pxi平台的输入端和射频通路矩阵；pxi平台和信号发生器同时发出射频信号，信号发生器发出的信号经过功分器后，一部分与pxi平台发出的信号在混频器中耦合，产生所需的射频信号，然后射频信号通过射频通路矩阵后，达到待测芯片输入端，经过待测芯片内部电路后从待测芯片输出端流出返回射频通路矩阵；最后再与功分器中的另一路信号在混频器中耦合，将频率降到6ghz以下，进入pxi平台中实现信号采样和处理。
6.作为优选，射频开关包括射频开关k1、射频开关k2、射频开关k3和射频开关k2，均采用单刀双掷开关。开关所需的供电电压和切换所需的逻辑电压均由射频通路矩阵中的电源管理模块提供，切换电压的响应时间为us级。
7.作为优选，pxi平台的输入端口rfin经射频开关k2和射频开关k4与混频器b和射频通路矩阵连接；pxi平台的输出端口经射频开关k1和射频开关k3与混频器a和射频通路矩阵连接，射频开关实现pxi平台直通射频通路矩阵和变频两种模式间切换。
8.作为优选，当需要射频信号从pxi平台的rfout端口直接到达射频通路矩阵时，射频开关k1和射频开关k3置于状态1；当需要升频后再到达射频通路矩阵时，射频开关k1和射频开关k3置于状态2；从达射频通路矩阵中输出的信号，当需要直通pxi平台的输入端口rfin时，射频开关k2和射频开关k4置于状态1；当需要降频后再到达输入端口rfin时，射频开关k2和射频开关k4置于状态2。
9.作为优选，所述信号发生器采用hmc-t2220信号发生器，发射10mhz-20ghz的单频信号。
10.作为优选，所述混频器采用marki的m20026lp混频器，其rf/lo端口通过0.1-26.5ghz的射频信号，if端口通过6ghz以下的射频信号。
11.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
12.本实用新型的基于nova射频测试平台的扩频装置，利用射频信号发生器及混频器、功分器等射频元器件，通过可编程逻辑器件分配开关所需的主电压和切换所需的逻辑电压，保证射频开关的高速和稳定切换。利用射频开关矩阵将多个射频通道的可测频率范围提升至k波段，对自动化测试平台nova的多通道扩频升级，使得自研测试平台能够满足客户超高频的功率和s参数测试需求。
附图说明
13.图1是基于nova射频测试平台的扩频装置原理图；
14.图2是基于nova射频测试平台的扩频装置测试流程图。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
16.如图1所示，本实用新型的基于nova射频测试平台的扩频装置，包括pxi平台、射频通路矩阵(matrix)、一台内置的信号发生器、两个混频器(mixer)、一个功分器、四个单刀双掷的射频开关等射频元器件。信号发生器连接功分器，功分器分别连接混频器a和混频器b，信号发生器发出射频信号，经功分器后分别进入混频器a和混频器b，实现对射频信号的上/下变频；混频器a通过射频开关连接pxi平台的输出端和射频通路矩阵；混频器b通过射频开关连接pxi平台的输入端和射频通路矩阵。
17.信号发生器为hittite公司的hmc-t2220，能够发射10mhz-20ghz的单频信号，最高发射功率可达+28dbm。依靠以太网连入测试平台，实现程控，可以通过代码控制发射射频信号的中心频率，发射功率等。
18.混频器采用的是marki的m20026lp，以混频的方式实现对射频信号的上/下变频。其rf/lo端口可通过0.1-26.5ghz的射频信号，if端口可通过6ghz以下的射频信号，lo驱动功率可达+18dbm，转换损失在8db左右。
19.射频开关包括射频开关k1、射频开关k2、射频开关k3和射频开关k2，均采用单刀双掷开关。pxi平台的输入端口rfin经射频开关k2和射频开关k4与混频器b和射频通路矩阵连接；pxi平台的输出端口经射频开关k1和射频开关k3与混频器a和射频通路矩阵连接，射频开关实现pxi平台直通射频通路矩阵和变频两种模式间切换。
20.4个单刀双掷的射频开关分为两组，均采用单刀双掷的射频开关，射频开关k1和射频开关k3为一组，射频开关k2和射频开关k4为一组，本实用新型的单刀双掷开关可通过26ghz射频信号，响应和切换时间在100us以内。当需要射频信号从pxi的rfout端口直接到达射频通路矩阵时，k1和k3置于状态1；当需要升频后再到达射频通路矩阵时，k1和k3置于状态2。同理，从达射频通路矩阵中出来的信号，当需要直通pxi的rfin端口时，k2和k4置于状态1；当需要降频后再到达rfin端口时，k2和k4置于状态2。因此可以在pxi直通射频通路矩阵(thru态)和变频(freq_ex态)两种模式间切换，射频开关有3.3v的基准主电压和3v的切换电压，通过可编程逻辑阵列改变提供的电压水平以切换开关状态。
21.测试流程图如图2所示，首先程序控制pxi和信号发生器同时发出射频信号，信号发生器发出的信号经过功分器后，一部分与pxi发出的信号在混频器中耦合，进行上变频，产生所需的射频信号rf。然后射频信号rf通过射频通路矩阵后，达到待测试芯片输入端，经过芯片内部电路后从输出端流出返回射频通路矩阵。最后再与功分器中的另一路信号在混频器中耦合，进行下变频，将频率降到6ghz以下，在pxi中实现信号采样和处理。
22.软件方面对itest测试平台进行升级，增加了对矩阵通路的开关切换控制和更高频段的校准。通过射频矩阵通路内的电源管理模块，提供扩频模块四个开关所需的供电电压和切换逻辑电压，使得每个射频通路都可以存在直通和变频两个模式，例如可收可发的通路tx11扩展为直通的tx11_thur和tx11_ex，对应不同的扩频开关状态，在itest平台中写入通路名称后即对应不同的路径状态。校准系统的升级是由通路、频点两个要素构成，对每一组所需的射频通路和频点，如trx11_ex_10ghz，都有功率计测得的功率值，和pxi发出的射频信号功率做差得出该通路在该频点的校准值，并将所有数据记入校准数组内，等待调用。实现了将可测频率范围从6ghz扩展到26ghz，可测试频率在6ghz以内射频信号的三次谐波和部分毫米波。
23.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来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，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的保护范围。