在量產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，我們也充分利用了PXI平臺(tái)觸發(fā)總線的高準(zhǔn)確度、低延時(shí)特性。如圖10所示，基于向量的數(shù)字儀器PXIe-6570在給出控制命令的同時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)事件觸發(fā)脈沖，這個(gè)脈沖通過(guò)PXI總線傳送到VST，觸發(fā)VST開(kāi)始采集射頻信號(hào)。在系統(tǒng)中逐個(gè)檢查射頻信號(hào)采樣值的幅度，比較可得到  一個(gè)幅度滿(mǎn)足要求的采樣點(diǎn)，并且由于射頻信號(hào)采集的開(kāi)始時(shí)刻就是開(kāi)關(guān)切換的時(shí)刻，與滿(mǎn)足要求采樣點(diǎn)時(shí)間差乘以采樣周期就可以得到切換時(shí)間 。

通過(guò)這樣的方式將極大提升儀器的復(fù)用率，而不需要額外示波器進(jìn)行測(cè)試，降低了測(cè)試成本，并且也減少了儀器間切換的時(shí)間，提升測(cè)試效率。

基于向量的數(shù)字儀器及VST的開(kāi)關(guān)時(shí)間測(cè)試

諧波Harmonic

諧波行為由非線性器件引起，會(huì)導(dǎo)致在比發(fā)射頻率高數(shù)倍的頻率下產(chǎn)生輸出功率。由于許多無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)對(duì)帶外輻射進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，所以工程師會(huì)通過(guò)測(cè)量諧波來(lái)評(píng)估RF或FEM是否違反了這些輻射要求。

測(cè)量諧波功率的具體方法通常取決于RF的預(yù)期用途。對(duì)于通用RF等器件備來(lái)說(shuō)，諧波測(cè)量需要使用連續(xù)波信號(hào)來(lái)激勵(lì)DUT，并測(cè)量所生成的不同頻率的諧波的功率。另外，測(cè)量諧波功率通常需要特別注意信號(hào)的帶寬特性。

 使用連續(xù)波激勵(lì)測(cè)量諧波

使用連續(xù)波激勵(lì)測(cè)量諧波需要使用信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)分析儀。對(duì)于激勵(lì)信號(hào)，需要使用信號(hào)發(fā)生器生成具有所需輸出功率和頻率的連續(xù)波。信號(hào)發(fā)生器生成激勵(lì)信號(hào)后，信號(hào)分析儀在數(shù)倍于輸入頻率的頻率下測(cè)量輸出功率。常見(jiàn)的諧波測(cè)量有三次諧波和五次諧波，分別在3倍和5倍的激勵(lì)頻率下進(jìn)行測(cè)量。

RF信號(hào)分析儀提供了多種測(cè)量方法來(lái)測(cè)量諧波的輸出功率。一個(gè)直截了當(dāng)?shù)姆椒ㄊ菍⒎治鰞x調(diào)至諧波的預(yù)期頻率，并進(jìn)行峰值搜索以找到諧波。例如，如果要測(cè)量生成1GHz信號(hào)時(shí)的三次諧波，則三次諧波的頻率就是3GHz。

測(cè)量諧波功率的另一種方法是使用信號(hào)分析儀的零展頻（zero span）模式在時(shí)域中進(jìn)行測(cè)量。配置為零展頻模式的信號(hào)分析儀可以有效地進(jìn)行一系列功率帶內(nèi)測(cè)量，并將結(jié)果以時(shí)間的函數(shù)形式表現(xiàn)出來(lái)。在此模式下，可以在時(shí)域上測(cè)量選通窗口中不同頻率的功率，并使用信號(hào)分析儀內(nèi)置的取平均功能進(jìn)行計(jì)算。

除此之外，在射頻開(kāi)關(guān)芯片的測(cè)試條件中一般規(guī)定了較大的輸入功率，因此需要外加射頻功率放大器將信號(hào)發(fā)生器的功率進(jìn)行放大后給被測(cè)器件。

使用高功率模塊及矢量信號(hào)收發(fā)儀VST進(jìn)行量產(chǎn)測(cè)試

在量產(chǎn)測(cè)試中，信號(hào)分析儀相對(duì)較高，因此依然可以使用矢量信號(hào)收發(fā)儀搭配高功率模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，  大化復(fù)用之前測(cè)試項(xiàng)所使用的儀器。

VST生成的單音射頻信號(hào)，經(jīng)NI的高功率模塊（NI 5534）放大，輸出功率可達(dá)38dBm，放大后的信號(hào)經(jīng)低通濾波達(dá)到被測(cè)器件，被測(cè)器件的輸出信號(hào)濾除主頻成分后，剩下的諧波成分通過(guò)輔助開(kāi)關(guān)送入NI高功率模塊（NI 5534）的接收路徑，經(jīng)衰減后送入VST。

  二、互調(diào)失真

 互調(diào)失真理論

為了理解IMD，我們需要回顧一下非線性系統(tǒng)的多音信號(hào)理論。雖然單音激勵(lì)信號(hào)會(huì)在該信號(hào)頻率的每個(gè)倍數(shù)處產(chǎn)生諧波行為，但是多音信號(hào)產(chǎn)生的非線性產(chǎn)物需要在更寬的頻率范圍才會(huì)出現(xiàn)。

如圖所示，DUT輸出端的二階失真產(chǎn)物出現(xiàn)在輸入信號(hào)頻率每個(gè)倍數(shù)的頻率處。f2 - f1, 2f1, f1 f2,和2f2處產(chǎn)生的失真產(chǎn)物包含每個(gè)輸入音的二次諧波以及兩個(gè)輸入音頻率相加和相減頻率處的失真產(chǎn)物。

三階失真描述的是一階基音信號(hào)和每個(gè)二階失真產(chǎn)物之間的相互作用。事實(shí)上，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，可以看到兩個(gè)特定的三階失真出現(xiàn)在接近基音頻率的頻率下。以一個(gè)實(shí)際應(yīng)用為例，當(dāng)DUT發(fā)送調(diào)制信號(hào)時(shí)，三階失真作為帶內(nèi)失真出現(xiàn)在鄰近感興趣頻帶的地方。

IMD測(cè)量描述的是基音和相鄰三階失真之間的功率差的比率，用dB表示。IMD測(cè)量的一個(gè)重要特征是一階和三階失真之間的功率比完全取決于每個(gè)音的功率電平。

在許多器件的線性工作區(qū)域中，一階音和三階失真產(chǎn)物的比率常常很高。然而，隨著基音輸入功率的增加，三階失真產(chǎn)物也隨之增加。實(shí)際上，基音的功率每增加1 dB，互調(diào)失真產(chǎn)物會(huì)增加3 dB。

理論上，由于三階失真產(chǎn)物功率的增加速度會(huì)比基音功率增加的速度更快，所以?xún)煞N類(lèi)型的信號(hào)在功率電平上  終相等，如圖18所示。從理論上來(lái)講，基音和三階失真產(chǎn)物功率相等的點(diǎn)為截?cái)帱c(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)也稱(chēng)為三階截點(diǎn)（TOI或IP3）。