HF-Komponententests

Ihre Herausforderung bei der Optimierung und Validierung Ihres Verstärkerdesigns

Das Testen von Leistungsverstärkern erstreckt sich von der anfänglichen Waferherstellung bis hin zur endgültigen Integration in die jeweilige Systemanwendung.

Entwicklungsphase: Validierung und Optimierung

Während der Entwicklungsphase von Leistungsverstärkern müssen mehrere wichtige Aspekte überprüft und optimiert werden:

• Validierung der Leistungsfähigkeit: Der erste Schritt besteht darin, die grundlegende Leistung des Verstärkers zu überprüfen und sicherzustellen, dass er zuverlässig innerhalb der vorgesehenen Spezifikationen arbeitet. Zur Beurteilung der Signaltreue werden fortgeschrittene Eigenschaften wie Linearität und Modulationsverzerrung analysiert. Dieses Verfahren umfasst die Überprüfung der Wirksamkeit von Techniken zur Leistungsverbesserung. Dieser Prozess umfasst die Überprüfung der Wirksamkeit von Techniken zur Leistungssteigerung, wie beispielsweise die Linearisierung mittels digitaler Vorverzerrung (DPD), die dazu beiträgt, Verzerrungen bei komplexen Modulationsverfahren zu minimieren.
• Energieeffizienz: Die Energieeffizienz steht bei der Prüfung von Verstärkern im Vordergrund, da sie ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal im Wettbewerb darstellt und wesentlich für den Markterfolg eines Produkts ist. Energieeffiziente Verstärker tragen zu einer längeren Akkulaufzeit bei mobilen Geräten und zu geringeren Betriebskosten bei Infrastrukturanwendungen bei.
• Designoptimierung: Grundlegende Designentscheidungen werden bewertet und verfeinert, einschließlich der Auswahl der für die Zielanwendung am besten geeigneten Halbleitertechnologie. Dieser Prozess umfasst zudem die Untersuchung und Feinabstimmung von Schaltungstopologien, wie beispielsweise des Doherty-Designs, um eine optimale Leistung zu erzielen.
• Design von Doherty-Leistungsverstärkern: Der Doherty-Verstärker ist eine spezielle Architektur, die für ihre fortschrittlichen Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz bekannt ist, insbesondere bei der Verstärkung von Signalen mit hohem Scheitelfaktor. Die Charakterisierung und Optimierung von Doherty-Verstärkern erfordert fortschrittliche Testlösungen, mit denen sich Amplitude und Phase der Eingangssignale sowohl für den Träger- als auch für den Spitzenverstärker präzise steuern lassen, um deren Zusammenspiel zu optimieren und ihre Gesamtleistung zu analysieren. Effektive Doherty-Verstärker-Designs sind unerlässlich, um hohe Effizienz und Zuverlässigkeit in modernen Kommunikationssystemen zu erzielen.

Produktionsphase: Sicherstellung von Qualität und Durchsatz

In der Produktion ist es von entscheidender Bedeutung, Leistung und Zuverlässigkeit sicherzustellen, strenge Spezifikationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette einzuhalten und nur einwandfreie Komponenten für den nächsten Schritt freizugeben, damit diese mit Gehäuse versehen und an die Kunden versandt werden können.

• On-Wafer-Tests:
  Eine frühzeitige Qualifizierung eines Geräts ist entscheidend für die Minimierung der Kosten, wenn Probleme auftreten sollten. Die Tests beginnen bereits auf Wafer-Ebene, wo zur Vereinfachung des Prozesses entweder die Bauelementstruktur selbst oder spezielle Teststrukturen auf demselben Wafer überprüft werden.
  Die Prozessüberwachung und grundlegende Tests werden unter Verwendung sowohl von Gleichstrom- als auch von Hochfrequenz-Messgrößen durchgeführt, um erfolgreiche Wafer-Abläufe zu identifizieren und fehlerhafte Bauelemente auszusondern. Da sich das Verhalten des Bauteils nach dem Packaging ändern kann, sind in dieser Phase nur grundlegende HF-Tests sinnvoll, wie beispielsweise die Messung der S-Parameter für Verstärkung und Anpassung. In vielen Fällen werden gepulste Testszenarien bevorzugt, um eine zu starke Eigenerwärmung der Testobjekte zu vermeiden. Da sich auf einem einzigen Wafer viele Bauelemente befinden, sind effiziente Teststrategien unerlässlich, um die Testzeiten in einem überschaubaren Rahmen zu halten.
• Vollständige Bauelementevalidierung:
  Sobald die Bauelemente mit Gehäusen versehen sind, ist eine umfassende Validierung unerlässlich, um sicherzustellen, dass nur qualitativ hochwertige Produkte die Endkunden erreichen. Der Validierungsprozess ist auf den Verstärkertyp und dessen vorgesehenen Anwendungsfall zugeschnitten und umfasst sowohl Dauerstrich (CW)-Tests als auch Tests mit modulierten Signalen. Diese Tests bestätigen, dass das Bauteil die angegebenen Spezifikationen erfüllt und in der Praxis zuverlässig funktioniert.

Unsere Testlösungen für HF-Leistungsverstärker

Rohde & Schwarz bietet ein umfassendes Sortiment an Messgeräten, die speziell auf die Herausforderungen bei der Validierung von HF-Leistungsverstärkern zugeschnitten sind. Es sind spezielle Lösungen für Dauerstrich (CW)- und modulierte Tests in der Entwicklungsphase erhältlich, die erweiterte Funktionen und eine optimierte HF-Leistung hinsichtlich Dynamikbereich und Modulationsqualität bieten. Darüber hinaus helfen Ihnen durchsatzoptimierte Messgeräte dabei, die Anforderungen in der Produktion und Charakterisierung zu erfüllen.

Rohde & Schwarz bietet ein umfassendes Sortiment an Messgeräten, die speziell auf die Herausforderungen bei der Validierung von HF-Leistungsverstärkern zugeschnitten sind. Es sind spezielle Lösungen für Dauerstrich (CW)- und modulierte Tests in der Entwicklungsphase erhältlich, die erweiterte Funktionen und eine optimierte HF-Leistung hinsichtlich Dynamikbereich und Modulationsqualität bieten. Darüber hinaus helfen Ihnen durchsatzoptimierte Messgeräte dabei, die Anforderungen in der Produktion und Charakterisierung zu erfüllen.

• Vektornetzwerkanalysatoren (VNA) bieten einen breiten Messbereich und ermöglichen über einen einzigen Anschluss Messungen von S-Parametern bis hin zur Verstärkungskompression über die Frequenz sowie zur Linearitätsprüfung. Die Verwendung von gepulsten Signalen während der Tests trägt dazu bei, eine Überhitzung der Bauelemente zu verhindern, was besonders wichtig ist, wenn Verstärker noch nicht über eine angemessene Kühlung verfügen.
• Load-Pull-Systeme bieten tiefere Einblicke in das Verhalten von Verstärkern und erleichtern die Optimierung für unterschiedliche Betriebsbedingungen. Sie ermöglichen zudem eine präzise Anpassung der Terminierung für Oberschwingungen und stellen so sicher, dass der Verstärker über den gesamten vorgesehenen Bereich hinweg effizient und zuverlässig arbeitet.
• Modulationstests konzentrieren sich auf wichtige Kennzahlen für die lineare Signalübertragung, wie beispielsweise die Fehlervektormagnitude (EVM) und das Nachbarkanal-Leckverhältnis (ACLR), mit denen die Signalqualität und unerwünschte Spektralausbreitung quantifiziert werden. Bei Modulationstests kommen häufig Linearisierungsverfahren zum Einsatz, um optimale Betriebsbedingungen zu validieren. Die branchenführenden Lösungen von Rohde & Schwarz für die Vektorsignalerzeugung und -analyse bieten einzigartige Funktionen sowie die umfassendsten Testmöglichkeiten auf dem Markt.
• Dabei ist eine breite Palette an Stromversorgungen unerlässlich, da aktive Bauelemente wie HF-Leistungsverstärker mehrere Stromleitungen für die Versorgung und Vorspannung benötigen. Rohde & Schwarz bietet verschiedene Stromversorgungen an, die auf unterschiedliche Technologien zugeschnitten sind, darunter Hochleistungs- und Hochspannungslösungen für GaN-Verstärker der neuesten Generation, sowie kostengünstige Optionen für Standard-Vorspannungsanforderungen.
• Es stehen dedizierte, durchsatz- und kostenoptimierte Lösungen für Produktions- und Charakterisierungsumgebungen zur Verfügung. Rohde & Schwarz bietet VNA- und Vektorkomponententester an, die für maximalen Durchsatz und minimale Kosten ausgelegt sind und so eine effiziente und zuverlässige Prüfung großer Stückzahlen von Bauelementen ermöglichen.