測試RF收發(fā)器的困惑：為什么得一直有人盯著？

許多年前，當我還是一名年輕的設計人員時，我在一家制造RF光收發(fā)器的半導體公司工作。我們已經(jīng)完成了收發(fā)器的設計，同時牢記了規(guī)格和要求，然后著手完成了內(nèi)測版的構(gòu)建而進行設計驗證。下面就是時候進行試制和表征了。

一旦所有零件都進入后，制造團隊就會指派一個小規(guī)模的試驗小組，根據(jù)工藝工程師的規(guī)范制作我們的設備。利用現(xiàn)有的制造設置和技術(shù)以及現(xiàn)有的經(jīng)驗，這項任務在一周內(nèi)就完成了。然后就是時候讓我來進行表征了，這涉及到對這些零件的驗證，從而確保我擁有的樣品組能夠在所有工作條件下針對數(shù)據(jù)手冊規(guī)格內(nèi)的所有電氣和光學參數(shù)進行工作。

對于收發(fā)器樣品來說，這是一個費力的過程，需要花費很多天。為了節(jié)省時間和資源，這通常需要用到多個操作員和測試設備進行多次輪班操作。為了保持可重復性，多個測試設備受到嚴格的過程控制。因此，在選擇了測試參數(shù)，完成了樣本試制，對測試設備進行了正確量化，并對操作員進行了培訓之后，我們進行了表征。

數(shù)據(jù)收集

經(jīng)過幾天的測試，每個零件需要花大約2.5個小時來測試所有參數(shù)，并且我們必須做大約50個零件，因此我開始整理數(shù)據(jù)（有很多的數(shù)據(jù)）。顯然，在數(shù)據(jù)整理過程的早期，某些參數(shù)并未按預期的方式動作。一些參數(shù)本來應該是指數(shù)的，但它們在溫度范圍內(nèi)卻表現(xiàn)出更多的線性響應。這導致某些零件在高溫下失效。

因此，我著手比較和整理了已測試設備更大的數(shù)據(jù)集，同時嘗試識別了其他參數(shù)中的模式，它們本來應反映了這種趨勢并可解釋我所看到的現(xiàn)象。因此，當要了解這種失效中的形式時，我不得不重新測試了所有未能證實我結(jié)果的零件。由于制造團隊老催著我要我把測試儀器還給他們，以便他們可以繼續(xù)進行制造，我著手制定了行動計劃。

在重新測試時，事實證明所有零件都表現(xiàn)出了正確的響應，而不是失敗的響應。這有點令人困惑：為什么當我不觀察它們時它們就失敗，而當我觀察它們時就通過呢？這就歸結(jié)為那句老話“心急吃不了熱豆腐”，而盡管測試很繁瑣，而且涉及的時間很長，但我還是進行了整個測試。

在休息期間，操作員會使測試儀處于運行狀態(tài)，因為要花很長時間才能停止它，這就會浪費時間。此外，讓其保持運行可以提高利用率。但是有一個陷阱。測試程序是設計為連續(xù)運行的，并且在完成一個設備后，操作員要抬起恒溫罩，解除對被測設備的鎖定，然后重新裝載要測試的新設備并開始測試。

發(fā)現(xiàn)問題

當重復很多次單調(diào)的工作后，就出現(xiàn)下面這種情況。當操作員去休息時，這時測試可能已完成，設備可能坐在桌面上，浸泡在高溫下，這是最后一個階段。同時，測試軟件中內(nèi)置的超時機制會在默認時間后重新啟動測試，而如果這不等一會兒可能就看不出來。由于設備已經(jīng)受到高溫浸泡，這就意味著在重新開始測試時，設備處于85℃的溫度。

通常，在測試之前，測試設備是保持在25℃，因此，在開啟恒溫罩時，溫度保持在25℃，沒有浸泡時間。這樣可以縮短測試時間。但是在這一特例中，到25℃測試完成時，由于熱慣性，設備仍然從85℃緩慢下降。而到-40℃測試浸泡時，距離達到測試溫度還有很長一段時間。其他測試溫度也都可以以此類推。

在帶有熱電偶反饋的測試儀中，可以輕松地緩解這種情況，但是由于我的開發(fā)工作對來自制造側(cè)的測試設備所有者而言并不那么優(yōu)先，因此他們給了我一個“老”測試儀，其中沒有熱電偶反饋。 無論哪種方式，都可以通過刪除重啟超時軟件配置，將測試儀的最終溫度重置為25℃，將初始溫度設置為在25℃浸泡較長時間而讓發(fā)熱設備浸泡到室溫的方式，而實現(xiàn)輕松的補償。

當然，同時也建議操作人員繼續(xù)進行良好的工作。

Brian Fernandes是大陸集團的無線通信和研發(fā)創(chuàng)新經(jīng)理，他已與世界各地的RF開發(fā)團隊一起工作了20多年。

（本文轉(zhuǎn)載自《電子技術(shù)設計》網(wǎng)站，授權(quán)編譯自EDN美國版，原文參考鏈接：Characterization woes for RF transceivers，由趙明燦編譯）