论文部分内容阅读
薄膜体声波(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)滤波器具有的Q值高、插入损耗低、带外抑制好、功率容量高等优点,使其市场需求在5G(5th-generation,5 G)移动通信的商用化后得到了极大的提升。而随着FBAR滤波器市场需求的增加,其性能要求也在不断提高,随之而来的性能测试问题也面临着极大的挑战。本文主要提出一种FBAR滤波器板上测试夹具及其校准标准套件的设计方法,给非同轴接口(通常是平面的焊盘)的待测器件(DUT,Device Under Test)与同轴接口的测试仪器之间提供一个低损耗的电连接。提出一种快速得到板上测试夹具初始结构参数的设计方法,并对该方法设计的测试夹具进行实测验证,得出其能为后续去嵌入校准提供很好的初始值。影响FBAR板上测试夹具测试结果的主要因素为阻抗失配,因此从测试夹具阻抗匹配的角度出发,通过经验公式与微带线计算工具结合,求解夹具结构参数。为确保测试夹具阻抗匹配,提出在ADS中建立TDR瞬态仿真电路,对微带线阻抗匹配进行研究,给出验证微带线阻抗匹配、解决微带线阻抗不匹配的方法;并对设计的测试夹具进行阻抗匹配复核。为了验证设计的板上测试夹具,选用三只不同中心频率的FBAR滤波器芯片作为待测器件(DUT),分别进行了片上测试(DUT芯片+射频探针台+矢量网络分析仪)和板上测试(DUT芯片组装在测试夹具上+矢量网络分析仪),并将测试结果进行对比。对比结果得出,虽板上测试结果与片上测试结果略有偏差,但整体趋势一致,表明该方法设计的板上测试夹具能为后续去嵌入校准提供很好的初始值。分析了现有的校准方法,针对现有校准算法的优势和特性,提出一种分段去嵌入校准的方法,即分段(100 MHz-2 GHz:SOLT;2 GHz-10 GHz:TRL)对测试数据进行去嵌入校准。根据所选频段,设计校准标准件,并结合ADS以及HFSS仿真软件对设计的去嵌入校准标准件进行仿真验证,完成所需校准标准件的设计以及制作。修正误差模型,提取误差模型中误差项系数,推导出DUT S参数含误差项的表达式。根据矢量网络分析仪(VNA)内部结构以及测试夹具建立含系统误差项系数的信号流图,将夹具效应嵌入原始误差模型中。根据误差模型信号流图,通过数学推导,明确误差项系数、DUT S参数以及VNA测试结果之间的关系表达式,提取误差项系数,推导出含误差项系数的DUT S参量表达式,为校准软件的编写做准备。校准软件设计以及校准结果分析。运用python编程语言编写DUT参数校准软件,并利用python的PyQt5图形界面设计扩展包,设计软件与用户的交互界面,实现DUT+测试夹具测试数据快速校准,并将校准后的结果与片上测试结果进行比对,验证板上测试软件性能。