Testes de componentes de RF

Seu desafio na validação e otimização do design do amplificador

Os testes em amplificadores de potência abrangem desde a fabricação inicial dos wafers até a integração final na aplicação do sistema desejado.

Fase de desenvolvimento: validação e otimização

Durante a fase de desenvolvimento de amplificadores de potência, vários aspectos fundamentais devem ser validados e otimizados:

• Validação de desempenho: o primeiro passo é conferir o desempenho básico do amplificador, garantindo que ele opere de maneira confiável dentro das especificações previstas. Características avançadas, como linearidade e distorção de modulação, são analisadas para avaliar a fidelidade do sinal. Esse processo inclui a verificação da eficácia de técnicas de melhoria de desempenho, como a linearização utilizando pré-distorção digital (DPD), que ajuda a minimizar a distorção em esquemas de modulação complexos.
• Eficiência energética: a eficiência energética é um dos principais focos nos testes de amplificadores, pois representa um importante diferencial competitivo e é fundamental para o sucesso de um produto no mercado. Amplificadores eficientes contribuem para prolongar a vida útil da bateria em dispositivos portáteis e reduzir os custos operacionais em aplicações de infraestrutura.
• Otimização de design: as decisões fundamentais quanto ao design são avaliadas e aperfeiçoadas, como a seleção da tecnologia de semicondutores mais adequada para a aplicação desejada. O processo também envolve a investigação e o ajuste de topologias de circuitos, como o design Doherty, para alcançar o desempenho ideal.
• Design do amplificador de potência Doherty: o amplificador Doherty é uma arquitetura especializada conhecida por suas funcionalidades avançadas de aumento de eficiência, especialmente ao amplificar\ sinais com altas razões entre potência de pico e potência média. A caracterização e a otimização de amplificadores Doherty exigem soluções de teste avançadas, capazes de controlar com precisão a amplitude e a fase dos sinais de entrada tanto do amplificador de pico quanto do amplificador de portadora, a fim de otimiza a sua interação e analisar seu desempenho combinado. Os testes de design de amplificadores Doherty são essenciais para alcançar a alta eficiência e confiabilidade nos sistemas de comunicação modernos.

Fase de produção: garantindo a qualidade e o rendimento

Na produção, é fundamental garantir o desempenho, a confiabilidade e o cumprimento de especificações rigorosas em toda a cadeia de valor, assim como assegurar que apenas peças em boas condições passem para a etapa seguinte, para serem embaladas e enviadas aos clientes.

• Testes no wafer:
  A qualificação antecipada de um dispositivo é fundamental para minimizar os custos caso surjam quaisquer problemas. Os testes começam a nível de wafer, onde se verifica tanto a própria estrutura do dispositivo quanto estruturas de teste específicas no mesmo wafer, a fim de simplificar o processo.
  O monitoramento do processo e os testes básicos são realizados utilizando métricas de RF e CC para identificar lotes de wafers com resultados satisfatórios e isolar os dispositivos com defeito. Como o comportamento do dispositivo pode mudar após a sua embalagem, apenas testes fundamentais de RF, como a medição dos parâmetros S para ganho e casamento de impedâncias, são significativos nesta fase. Em muitos casos, os testes em regime pulsado são preferidos para evitar um autoaquecimento significativo dos dispositivos em teste. Com tantos dispositivos presentes em um único wafer, é essencial adotar estratégias de teste eficientes para manter os tempos de teste dentro dos limites razoáveis.
• Validação completa do dispositivo:
  Depois que os dispositivos são embalados, é obrigatória uma validação completa para garantir que apenas produtos de alta qualidade cheguem aos clientes finais. O processo de validação é adaptado ao tipo de amplificador e ao seu caso de uso específico, envolvendo tanto testes de onda contínua (CW) quanto testes de sinais modulados. Esses testes confirmam que o dispositivo atende às especificações previstas e apresenta um desempenho confiável em aplicações reais.

Nossas soluções para testes de amplificadores de potência de RF

A Rohde & Schwarz oferece um conjunto completo de equipamentos de teste otimizados para enfrentar os desafios da validação de amplificadores de potência de RF. Estão disponíveis soluções específicas para testes modulados e em onda contínua (CW), destinadas ao desenvolvimento, com recursos aprimorados e desempenho de RF maximizado em termos de faixa dinâmica e qualidade de modulação. Por outro lado, a instrumentação otimizada para o rendimento ajuda a atender às necessidades de caracterização e produção.

A Rohde & Schwarz oferece um conjunto completo de equipamentos de teste otimizados para enfrentar os desafios da validação de amplificadores de potência de RF. Estão disponíveis soluções específicas para testes modulados e em onda contínua (CW), destinadas ao desenvolvimento, com recursos aprimorados e desempenho de RF maximizado em termos de faixa dinâmica e qualidade de modulação. Por outro lado, a instrumentação otimizada para o rendimento ajuda a atender às necessidades de caracterização e produção.

• Os analisadores de redes vetoriais (VNA) oferecem uma ampla variedade de testes, o que permite, com uma única conexão, realizar medições que vão desde os parâmetros S até a compressão de ganho em função da frequência, assim como a validação da linearidade. O uso de sinais pulsados durante os testes ajuda a evitar o superaquecimento do dispositivo, o que é particularmente importante quando os amplificadores ainda não estão equipados com um sistema de refrigeração adequado.
• Os sistemas de load-pull oferecem uma compreensão mais aprofundada do comportamento do amplificador e facilitam a otimização para diferentes condições operacionais. Além disso, permitem um ajuste preciso da terminação para frequências harmônicas, garantindo que o amplificador funcione de forma eficiente e confiável em toda a faixa prevista.
• Os testes de modulação focam em métricas essenciais para a transmissão de sinais lineares, tais como a magnitude do vetor de erro (EVM) e a relação de vazamento do canal adjacente (ACLR), que quantificam a qualidade do sinal e o ressurgimento espectral indesejado. Os testes de modulação geralmente incluem técnicas de linearização para validar as condições operacionais ideais. As soluções líderes do setor da Rohde & Schwarz para geração e análise de sinais vetoriais oferecem recursos exclusivos e as funcionalidades de teste mais abrangentes disponíveis.
• É essencial dispor de uma ampla variedade de fontes de alimentação, uma vez que dispositivos ativos (como amplificadores de potência de RF) requerem várias linhas de alimentação para alimentação e polarização. A Rohde & Schwarz oferece diversas fontes de alimentação adaptadas a diferentes tecnologias, incluindo soluções de alta potência e alta tensão para amplificadores de GaN (nitreto de gálio) de última geração e opções econômicas para necessidades padrão de polarização.
• Estão disponíveis soluções específicas para um melhor custo-benefício e rendimento, destinadas a ambientes de caracterização e produção. A Rohde & Schwarz oferece analisadores de redes vetoriais (VNAs) e testadores de componentes vetoriais projetados para maximizar a produtividade e minimizar os custos, garantindo assim testes eficientes e confiáveis para grandes volumes de dispositivos.