【無線射頻芯片】-集成電路RF噪聲抑制能力測量技術(shù)

1/1集成電路RF噪聲抑制能力測量技術(shù)本文描述了一種通用的集成電路RF噪聲抑制力量測量技術(shù)。RF抑制力量測試將電路板置于可掌握的RF信號電平下，該RF電平代表電路工作時可能受到的干擾強度。這樣就產(chǎn)生了一個標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化的測試方法，使用這種方法能夠得到在質(zhì)量分析中可重復(fù)的有用結(jié)果。這樣的測試結(jié)果有助于IC選型，從而獲得最能夠反抗RF噪聲的電路。

可以將被測件(DUT)靠近正在工作的蜂窩電話，以測試其RF敏感度，但是，為了得到一個精確的、具有可重復(fù)性的試驗結(jié)果，需要采納一個固定的測量方法，在可重復(fù)的RF場內(nèi)測試DUT。解決方案是采納RF測試電波暗室，供應(yīng)一個可精確掌握的RF場，其相當(dāng)于典型移動電話所產(chǎn)生的RF場。

下面，我們對Maxim的一款雙運放(MAX4232)和一款競爭產(chǎn)品(X)進(jìn)行RF抑制力量比較測試。

圖1：雙運放的RF噪聲抑制力量測量電路(online)

RF抑制測試電路(圖1)給出了連到待測雙運放的電路板連接，每個運算放大器被配置成溝通放大器，沒有溝通輸入時，輸出設(shè)置在1.5V直流電平(VCC=3V)。反相輸入通過1.5"環(huán)線(模擬輸入端的PC引線)短路至地，該環(huán)路用來模擬實際引線的的效應(yīng)，實際引線在工作頻率下會作為天線，收集和解調(diào)RF信號。通過在輸出端連接一個電壓表，測量和量化運算放大器的RF噪聲抑制力量。

圖2：RF噪聲抑制力量測量裝置

Maxim的RF測試裝置(圖2)產(chǎn)生RF抑制力量測試所需的RF場，測試電波暗室具有一個屏蔽室，作用與法拉第腔的屏蔽室類似，它具有連接電源和輸出監(jiān)視器的端口。把下面列舉的設(shè)備連接起來就可以組成測試裝置：

1.信號發(fā)生器:9kHz至3.3GHz(羅德與施瓦茨公司SML-03)

2.RF功率放大器(PA):800MHz至1GHz,20W(OPHIR5124)

3.功率計:25MHz至1GHz(羅德與施瓦茨公司)

4.平行線單元(電波暗室)

5.場強檢測儀

6.計算機

7.電壓表

信號發(fā)生器產(chǎn)生所需要頻率的RF調(diào)制信號，并將其饋送到功率放大器，通過一個與功率計連接的定向耦合器測量并監(jiān)視PA輸出。計算機通過掌握信號發(fā)生器輸出的頻率范圍、調(diào)制類型、調(diào)制百分比、功放的功率輸出，建立所需要的RF場。電場通過天線(平面型)在屏蔽電波暗室內(nèi)輻射，經(jīng)過精確校準(zhǔn)，產(chǎn)生勻稱的、全都的、可重復(fù)的電場。

典型蜂窩電話四周的RF場強近似為60V/m(距離手機天線4cm處)，遠(yuǎn)離手機后場強降低。在距離手機10cm處，場強降至25V/m。因此在電波暗室內(nèi)產(chǎn)生一個勻稱的60V/m場強，以模擬DUT所處的RF環(huán)境(60V/m的輻射強度可以保證被測器件不至于發(fā)生電平鉗位，避開測量誤差)。所采納的射頻信號是在800MHz至1GHz蜂窩電話頻率范圍內(nèi)變化的RF正弦波，使用1kHz的音頻頻率進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制深度為100%。用217Hz頻率調(diào)制時可以得到相像的結(jié)果，但1kHz是更常用的音頻頻率，為便于*估，這里選擇了1kHz。通過電波暗室的接入端口為DUT供應(yīng)電源，并通過接入端口連接電壓表，讀取dBV值(相對于1V的dB)。通過調(diào)整DUT在電波暗室內(nèi)的位置，并使用場強檢測儀可以精確校準(zhǔn)RF場。

圖3.使用圖2測量裝置得到的兩個雙運放的RF噪聲抑制測試結(jié)果

兩個雙運放(MAX4232和X)的測試結(jié)果如圖3所示，測量值為輸出的平均dBV。RF頻率在800MHz至1GHz范圍內(nèi)變化時，在勻稱的60V/m電場中，MAX4232的平均輸出大約為-66dBV(500(VRMS相對于1V);器件X的平均輸出大約為(18dBV(125mVRMS相對于1V)。沒有RF信號時，電壓表的讀數(shù)為-86dBV。

因此MAX4232輸出的變化量只有-20dB(-86dBV到(66dBV)，即RF干擾導(dǎo)致MAX4232輸出從50(VRMS變化到500(VRMS，在RF干擾環(huán)境下，MAX4232的變化因子是10。因此可以推斷出MAX4232具有精彩的RF抑制力量(-66dBV)，不會產(chǎn)生明顯的輸出失真。而器件X的噪聲抑制平均讀數(shù)僅有-18dBV，這意味著在RF影響下輸出變化為125mVRMS(相對于1V)。這個增加值很大，是正常值50(VRMS的2500倍。因此，器件X的RF噪聲抑制力量很差(-18dBV)，當(dāng)靠近手機或其它RF源時可能無法正常工作。明顯，對于音頻處理應(yīng)用(如耳機放大器和話筒放大器)，MAX4