CN110470973A - 一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，包括频谱分析仪、噪声源、射频同轴线、转接器、射频探针、在片插入损耗补偿系统、自动化测试系统组成,在片插入损耗补偿系统包括信号源、双定向耦合器、接收机、射频同轴线、转接器、射频探针、同轴校准件和在片校准件；本发明提供一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，实现噪声系数测试时精确补偿放大器输入端引入的损耗，提高了测试精度。

Description

一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统

技术领域

本发明涉及集成电路芯片电性能测试领域，更具体的说，它涉及一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统。

背景技术

低噪声放大器芯片是通信及雷达系统中的关键部件。低噪声放大器芯片的噪声系数直接影响通信及雷达系统的接收机灵敏度，准确测量低噪声放大器芯片的噪声系数具有重要意义。

低噪声放大器芯片噪声系数测试一般采用Y系数法和冷源法，分别对应频谱分析仪和矢量网络分析仪。然而配置有噪声系数分析的矢量网络分析仪价格及其昂贵，考虑测试成本，基于高端矢量网络分析仪的噪声系数测试系统并不适合用于大批量的低噪声放大器芯片生产测试。因此一般采用Y系数法测试低噪声放大器芯片的噪声系数，常用设备为频谱分析仪。低噪声放大器芯片在片测试噪声系数时，放大器输入端须要连接射频转接器、用于改善匹配的衰减器、射频探针和射频同轴线等器件，输入端引入的损耗对放大器芯片的噪声系数测量结果有直接影响。普通的测试系统，只能根据厂家提供的射频探针插入损耗和测试得到的射频转接器、同轴线等器件的插损，进行简单的相加，用于噪声系数测试时的输入端插入损耗补偿。该补偿方法精度差、效率低，严重影响低噪声放大器芯片大批量在片测试。传统的手动测试系统，测试效率极低，如补偿放大器输入端插入损耗时，每次更换测试频段，需要手动计算输入端插入损耗，并且逐个写入频谱分析仪的插入损耗表。并且传统的手动测试系统存在较大概率的误操作，影响测试准确度，同时存在较高的器件及设备的损坏风险。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，实现噪声系数测试时精确补偿放大器输入端引入的损耗，提高了测试精度。

本发明的技术方案如下：

一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，包括频谱分析仪、噪声源、射频同轴线、转接器、射频探针、在片插入损耗补偿系统、自动化测试系统组成,在片插入损耗补偿系统包括信号源、双定向耦合器、接收机、射频同轴线、转接器、射频探针、同轴校准件和在片校准件；

频谱分析仪和在片插入损耗补偿系统与自动化测试系统电性连接，并受其控制；噪声源与频谱分析电性连接，并受其控制；噪声源、射频同轴线、转接器和射频探针信号线依次连接；

信号源、接收机与在片插入损耗补偿系统电性连接，并受其控制；信号源、接收机、转接器与双定向耦合器电性连接；转接器与射频同轴线、同轴校准件电性连接，射频探针和在片校准件信号线电性连接。

进一步的，频谱分析仪功能为：使用Y系数法精确测试低噪声放大器芯片噪声系数，控制噪声源产生冷热两种状态下的热噪声，根据输入端插入损耗实现去嵌入，精确测试噪声系数；

噪声源功能为：用于噪声系数测试时，提供冷热两种状态下的不同噪声功率；

射频同轴线功能为：用于连接噪声源与射频探针；射频探针功能为：

用于噪声放大器芯片的在片测试，完成同轴至共面波导的转换；

连接器功能为：用于噪声源、射频同轴线和射频探针之间的连接。

进一步的，在片插入损耗补偿系统，包括：计算机、在片插入损耗补偿控制程序、接收机、信号源、双定向耦合器、连接器、射频同轴线、射频探针、同轴校准件和在片校准件；

在片插入损耗补偿系统功能为：完成放大器输入端和噪声源输出端之间的射频附件插入损耗精确测试；实现噪声系数测试时，低噪声放大器芯片输入端插入损耗的自动化补偿。

进一步的，在片插入损耗补偿系统损耗自动测试具体包含：

双定向耦合器的输出端连接同轴校准件；在片插入损耗补偿系统中的控制程序程控信号源，产生测试频段内的连续波信号；两个接收机通过双定向耦合器测试信号源的输出信号功率及反射信号功率；连接转接器、射频同轴线、射频探针至双定向耦合器的输出端面，射频探针连接在片校准件；接收机再次通过双定向耦合测试喜好与输出信号功率及反射信号功率；在片插入损耗补偿系统中的控制程序根据两次接收机测试得到的数据计算转接器、射频同轴线和射频探针组成的链路插入损耗；在片插入损耗补偿系统中的控制程序将测试得到的插入损耗传输至自动化测试系统。

进一步的，自动化测试系统控制在片插入损耗补偿系统，实现噪声源输出端与低噪声放大器输入端之间的射频附件插入损耗测试；射频附件包含转接器、射频同轴线和射频探针；自动化测试系统通过GPIB总线控制频谱分析仪，将在片插入损耗补偿系统测试得到的插入损耗写入频谱分析仪；频谱分析仪控制噪声源产生冷热两种状态下的热噪声，并根据Y系数法测试低噪声放大器芯片噪声系数；频谱分析仪根据自动化测试系统写入的插入损耗完成去嵌入计算，准确测试低噪声放大器芯片的噪声系数；自动化测试系统读取频谱分析仪中的噪声系数测试结果，并整理测试数据，输出测试报告。

本发明相比现有技术优点在于：本发明的测试系统利用了自主开发的用于噪声系数在片测试的插入损耗自动补偿系统，实现噪声系数测试时精确补偿放大器输入端引入的损耗，提高了测试精度。测试系统实现了大批量的低噪声放大器芯片自动化在片测试，保证测试精度和测试效率的同时，有效降低测试成本。系统实现大批量的低噪声放大器芯片自动化在片测试，并自动精确补偿放大器输入端和噪声源输出端之间的射频附件插入损耗，保证测试精度和测试效率的同时，有效降低测试成本。

附图说明

图1为本发明的自动测试结构框图；

图2为本发明的自动化在片测试框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明而不能作为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，包括频谱分析仪、噪声源、射频同轴线、转接器、射频探针、在片插入损耗补偿系统、自动化测试系统组成,在片插入损耗补偿系统包括信号源、双定向耦合器、接收机、射频同轴线、转接器、射频探针、同轴校准件和在片校准件。

频谱分析仪和在片插入损耗补偿系统与自动化测试系统电性连接，并受其控制；噪声源与频谱分析电性连接，并受其控制；噪声源、射频同轴线、转接器和射频探针信号线依次连接。

信号源、接收机与在片插入损耗补偿系统电性连接，并受其控制；信号源、接收机、转接器与双定向耦合器电性连接；转接器与射频同轴线、同轴校准件电性连接，射频探针和在片校准件信号线电性连接。

在片插损补偿系统自动补偿放大器输入端和噪声源输出端之间的射频附件插入损耗。自动化测试系统通过GPIB或者网线与仪器设备进行通信和管理控制，完成在片噪声系数测试。

频谱分析仪功能为：使用Y系数法精确测试低噪声放大器芯片噪声系数，控制噪声源产生冷热两种状态下的热噪声，根据输入端插入损耗实现去嵌入，精确测试噪声系数。

噪声源功能为：用于噪声系数测试时，提供冷热两种状态下的不同噪声功率。

射频同轴线功能为：用于连接噪声源与射频探针。

射频探针功能为：用于噪声放大器芯片的在片测试，完成同轴至共面波导的转换。

连接器功能为：用于噪声源、射频同轴线和射频探针之间的连接。

在片插入损耗补偿系统，包括：计算机、在片插入损耗补偿控制程序、接收机、信号源、双定向耦合器、连接器、射频同轴线、射频探针、同轴校准件和在片校准件。

在片插入损耗补偿系统功能为：完成放大器输入端和噪声源输出端之间的射频附件插入损耗精确测试。实现噪声系数测试时，低噪声放大器芯片输入端插入损耗的自动化补偿。

自动化测试系统，包括：计算机和自动化测试程序。

自动化测试系统功能为：控制在片插入损耗补偿系统完成损耗补偿，控制频谱分析仪完成低噪声放大器噪声系数测试，整理测试数据，输出测试报告。

在片插入损耗补偿系统损耗自动测试具体包含：

双定向耦合器的输出端连接同轴校准件。在片插入损耗补偿系统中的控制程序程控信号源，产生测试频段内的连续波信号。两个接收机通过双定向耦合器测试信号源的输出信号功率及反射信号功率。连接转接器、射频同轴线、射频探针至双定向耦合器的输出端面，射频探针连接在片校准件。接收机再次通过双定向耦合测试喜好与输出信号功率及反射信号功率。在片插入损耗补偿系统中的控制程序根据两次接收机测试得到的数据计算转接器、射频同轴线和射频探针组成的链路插入损耗。在片插入损耗补偿系统中的控制程序将测试得到的插入损耗传输至自动化测试系统。

自动化测试系统测试噪声系数过程具体包含：

自动化测试系统控制在片插入损耗补偿系统，实现噪声源输出端与低噪声放大器输入端之间的射频附件插入损耗测试。射频附件包含转接器、射频同轴线和射频探针。自动化测试系统通过GPIB总线控制频谱分析仪，将在片插入损耗补偿系统测试得到的插入损耗写入频谱分析仪。频谱分析仪控制噪声源产生冷热两种状态下的热噪声，并根据Y系数法测试低噪声放大器芯片噪声系数。频谱分析仪根据自动化测试系统写入的插入损耗完成去嵌入计算，准确测试低噪声放大器芯片的噪声系数。自动化测试系统读取频谱分析仪中的噪声系数测试结果，并整理测试数据，输出测试报告。

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

Claims (5)

1.一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，其特征在于，包括频谱分析仪、噪声源、射频同轴线、转接器、射频探针、在片插入损耗补偿系统、自动化测试系统组成,在片插入损耗补偿系统包括信号源、双定向耦合器、接收机、射频同轴线、转接器、射频探针、同轴校准件和在片校准件；

频谱分析仪和在片插入损耗补偿系统与自动化测试系统电性连接，并受其控制；噪声源与频谱分析电性连接，并受其控制；噪声源、射频同轴线、转接器和射频探针信号线依次连接；

信号源、接收机与在片插入损耗补偿系统电性连接，并受其控制；信号源、接收机、转接器与双定向耦合器电性连接；转接器与射频同轴线、同轴校准件电性连接，射频探针和在片校准件信号线电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，其特征在于，频谱分析仪功能为：使用Y系数法精确测试低噪声放大器芯片噪声系数，控制噪声源产生冷热两种状态下的热噪声，根据输入端插入损耗实现去嵌入，精确测试噪声系数；

噪声源功能为：用于噪声系数测试时，提供冷热两种状态下的不同噪声功率；

射频同轴线功能为：用于连接噪声源与射频探针；射频探针功能为：

用于噪声放大器芯片的在片测试，完成同轴至共面波导的转换；

连接器功能为：用于噪声源、射频同轴线和射频探针之间的连接。

3.根据权利要求1所述的一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，其特征在于，

在片插入损耗补偿系统，包括：计算机、在片插入损耗补偿控制程序、接收机、信号源、双定向耦合器、连接器、射频同轴线、射频探针、同轴校准件和在片校准件；

在片插入损耗补偿系统功能为：完成放大器输入端和噪声源输出端之间的射频附件插入损耗精确测试；实现噪声系数测试时，低噪声放大器芯片输入端插入损耗的自动化补偿。

4.根据权利要求3所述的一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，其特征在于，在片插入损耗补偿系统损耗自动测试具体包含：

双定向耦合器的输出端连接同轴校准件；在片插入损耗补偿系统中的控制程序程控信号源，产生测试频段内的连续波信号；两个接收机通过双定向耦合器测试信号源的输出信号功率及反射信号功率；连接转接器、射频同轴线、射频探针至双定向耦合器的输出端面，射频探针连接在片校准件；接收机再次通过双定向耦合测试喜好与输出信号功率及反射信号功率；在片插入损耗补偿系统中的控制程序根据两次接收机测试得到的数据计算转接器、射频同轴线和射频探针组成的链路插入损耗；在片插入损耗补偿系统中的控制程序将测试得到的插入损耗传输至自动化测试系统。

5.根据权利要求4所述的一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统，其特征在于，自动化测试系统控制在片插入损耗补偿系统，实现噪声源输出端与低噪声放大器输入端之间的射频附件插入损耗测试；射频附件包含转接器、射频同轴线和射频探针；自动化测试系统通过GPIB总线控制频谱分析仪，将在片插入损耗补偿系统测试得到的插入损耗写入频谱分析仪；频谱分析仪控制噪声源产生冷热两种状态下的热噪声，并根据Y系数法测试低噪声放大器芯片噪声系数；频谱分析仪根据自动化测试系统写入的插入损耗完成去嵌入计算，准确测试低噪声放大器芯片的噪声系数；自动化测试系统读取频谱分析仪中的噪声系数测试结果，并整理测试数据，输出测试报告。