專利名稱：測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片的測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
近些年，射頻識(shí)別(Radio Frequency Identif ication ；以下簡(jiǎn)稱為RFID)已經(jīng)成為IT領(lǐng)域的熱點(diǎn)，許多國(guó)家都在不遺余力地推廣這種技術(shù)。RFID是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享，故可廣泛應(yīng)用于物流管理、身份識(shí)別、物品防偽、公共交通、小額電子支付等許多領(lǐng)域，可大幅提高管理與運(yùn)行效率，降低成本。RFID系統(tǒng)一般由閱讀器和RFID標(biāo)簽(Tag)所構(gòu)成。RFID標(biāo)簽由標(biāo)簽芯片和天線組成，每個(gè)RFID標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫(xiě)、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理。精確測(cè)量對(duì)于應(yīng)用在RFID技術(shù)的器件至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)階段，RFID系統(tǒng)模擬需要高度精確的元件表征來(lái)保證系統(tǒng)滿足其性能要求。在生產(chǎn)制造中，精確地測(cè)量驗(yàn)證每一個(gè)元件是否滿足其公布的指標(biāo)。因此，RFID標(biāo)簽中在制作過(guò)程中或制作后需要進(jìn)行相應(yīng)的射頻測(cè)試，以驗(yàn)證所述RFID標(biāo)簽是否精確地被制造及其射頻性能是否正常。對(duì)于RFID標(biāo)簽的射頻測(cè)試，常見(jiàn)的多利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(Vector Network Analyzer ；VNA)來(lái)進(jìn)行。在測(cè)試時(shí)，一般是將待測(cè)的標(biāo)簽芯片置于測(cè)試夾具上，再為所述標(biāo)簽芯片配置一個(gè)天線，使得包括標(biāo)簽芯片和天線在內(nèi)的負(fù)載端阻抗與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的內(nèi)阻相匹配，這樣，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀將用于測(cè)試的射頻信號(hào)以無(wú)線傳輸方式發(fā)送至所述標(biāo)簽芯片進(jìn)行測(cè)試；根據(jù)測(cè)試結(jié)果和天線的技術(shù)特征，就可以獲悉待測(cè)的標(biāo)簽芯片的屬性(例如特性阻抗)。但在上述測(cè)試技術(shù)中，由于RFID標(biāo)簽中的天線類型多樣而具有不同的阻抗(阻抗一般為實(shí)部幾十歐姆，虛部幾百歐姆，且為變量)，而矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻信號(hào)源的內(nèi)阻一般為固定的50歐姆。根據(jù)物理規(guī)律，要使射頻信號(hào)傳送到標(biāo)簽芯片的功率最大，標(biāo)簽芯片和天線的阻抗必須與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的內(nèi)阻相匹配。否則，如果阻抗不匹配，則射頻信號(hào)中的一部分就會(huì)形成反射，不僅會(huì)降低傳輸效率，還會(huì)損壞矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、產(chǎn)生震蕩或輻射干擾等。為避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生，在測(cè)試前，就需挨個(gè)去選取一個(gè)合適的天線，使得所述天線和標(biāo)簽芯片構(gòu)成的負(fù)載端的阻抗與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻信號(hào)源的內(nèi)阻相匹配，這樣造成操作十分繁瑣，更嚴(yán)重的是，并不能確保最終選取的天線和標(biāo)簽芯片構(gòu)成的負(fù)載端的阻抗能與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻信號(hào)源的內(nèi)阻完全匹配，得到測(cè)試結(jié)果也只能做到近似而無(wú)法達(dá)到精確。另外，例如公開(kāi)號(hào)為CN101592704A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环NRFID標(biāo)簽測(cè)試方法。所述方法包括由向RFID標(biāo)簽芯片發(fā)射符合ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的射頻信號(hào)，在待測(cè) RFID標(biāo)簽芯片返回信號(hào)后，將其轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)與事先保存的期待值進(jìn)行比較，判別芯片的通訊功能是否實(shí)現(xiàn)；以及應(yīng)用測(cè)試設(shè)備接收待測(cè)RFID標(biāo)簽芯片的檢測(cè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目信息，包括物理特性檢測(cè)、靜態(tài)性能檢測(cè)、動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)及射頻識(shí)別與電子標(biāo)簽產(chǎn)品應(yīng)用模擬試驗(yàn)場(chǎng)，并將測(cè)試結(jié)果傳輸?shù)街鳈C(jī)，以實(shí)現(xiàn)快速而便捷的RFID測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)一致性和優(yōu)化測(cè)量。但上述電子標(biāo)簽RFID測(cè)試方法主要用于對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的電子標(biāo)簽RFID進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)符合性測(cè)試、可互操作性測(cè)試和性能測(cè)試，以判斷其是否符合預(yù)期的效果，但上述測(cè)試方法并沒(méi)有特別涉及待測(cè)RFID標(biāo)簽芯片的特性(例如特征阻抗、增益或傳輸效率等)的測(cè)試工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是，提供一種測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，避免現(xiàn)有技術(shù)中選取天線進(jìn)行阻抗匹配時(shí)操作繁瑣，以及芯片測(cè)試不準(zhǔn)確的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種測(cè)試系統(tǒng)，包括測(cè)試夾具、測(cè)試裝置及差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，其中，所述測(cè)試夾具具有用于裝載待測(cè)芯片的承載結(jié)構(gòu)以及用于與所述待測(cè)芯片電性連接的測(cè)試端口 ；所述測(cè)試裝置包括射頻信號(hào)源，具有輸出射頻信號(hào)至所述待測(cè)芯片的至少一個(gè)射頻測(cè)試端口 ；接收單元，用于至少接收所述射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)待測(cè)芯片后的反射信號(hào)和傳輸信號(hào)；處理及顯示單元，用于對(duì)所述接收單元接收的射頻信號(hào)進(jìn)行處理并予以顯示；所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)具有與所述射頻信號(hào)源的射頻測(cè)試端口對(duì)應(yīng)的輸入端口和與所述待測(cè)芯片的測(cè)試端口對(duì)應(yīng)的差分輸出端口，用于對(duì)包括待測(cè)芯片在內(nèi)的所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧以使得所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗與測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配，提供測(cè)試裝置測(cè)量測(cè)試夾具中待測(cè)芯片的特性。可選地，所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)包括由電阻和可調(diào)電容所構(gòu)成的π型電路或由電阻和可調(diào)電感所構(gòu)成的JI型電路?？蛇x地，所述測(cè)試裝置的內(nèi)阻為50歐姆。可選地，所述待測(cè)芯片的特性包括阻抗增益、衰減、隔離、回波損耗、駐波比、相位和傳輸效率中的一種或多種?？蛇x地，所述測(cè)試裝置的射頻信號(hào)源輸出的射頻信號(hào)的頻率為高頻、超高頻或微波。可選地，所述待測(cè)芯片包括射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片。可選地，所述測(cè)試裝置為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。本發(fā)明另提供一種應(yīng)用于上述測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的方法，所述測(cè)試方法包括提供裝配有待測(cè)芯片的測(cè)試夾具、測(cè)試裝置和差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，將測(cè)試夾具、差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)和測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)連接；調(diào)校所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，對(duì)包括所述待測(cè)芯片在內(nèi)的所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧，使得所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗與所述測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配；利用測(cè)試裝置對(duì)所述待測(cè)芯片進(jìn)行測(cè)試，獲得所述待測(cè)芯片的特性?？蛇x地，所述待測(cè)芯片的特性為特性阻抗，進(jìn)一步展開(kāi)包括斷開(kāi)所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)與所述待測(cè)芯片的連接，再將所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)和所述測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)連接；利用所述測(cè)試裝置對(duì)所述差分可匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，獲得差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗；通過(guò)上述在阻抗匹配時(shí)所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗和所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗，得到所述待測(cè)芯片的特性阻抗。可選地，所述待測(cè)芯片的特性為傳輸效率，所述測(cè)試方法還包括在調(diào)校所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)之前，在所述待測(cè)芯片上并聯(lián)負(fù)載電阻；調(diào)校所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，對(duì)包括所述待測(cè)芯片和負(fù)載電阻在內(nèi)的所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧，使得所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗與所述測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配；利用測(cè)試裝置分別得到信號(hào)源處的反射系數(shù)、所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)和散射系數(shù)、信號(hào)源處的傳輸功率、以及所述負(fù)載電阻的電壓；根據(jù)所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)和散射系數(shù)，得到所述待測(cè)芯片負(fù)載端的反射系數(shù)；根據(jù)所述信號(hào)源處的反射系數(shù)、所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)和散射系數(shù)，得到傳輸增益；根據(jù)所述傳輸增益和信號(hào)源處的傳輸功率，得到負(fù)載端的傳輸功率；根據(jù)所述負(fù)載電阻的電壓、所述負(fù)載電阻的阻值以及負(fù)載端的傳輸功率，得到待測(cè)芯片的傳輸效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，通過(guò)在測(cè)試夾具和測(cè)試裝置之間配置差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，使得待測(cè)芯片和所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的負(fù)載端與測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，在對(duì)待測(cè)芯片進(jìn)行射頻測(cè)試時(shí)獲得更準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。


圖1顯示本發(fā)明一種實(shí)施方式中測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示圖1線路連接進(jìn)行阻抗匹配的狀態(tài)示意圖；圖3顯示圖1斷開(kāi)待測(cè)芯片后的狀態(tài)示意圖；圖4顯示利用圖1測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試待測(cè)芯片的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式在針對(duì)射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片的射頻測(cè)試中，阻抗匹配是決定待測(cè)芯片頻率響應(yīng)測(cè)試準(zhǔn)確性的重要因素之一，若阻抗不匹配，測(cè)試的準(zhǔn)確性就會(huì)大打折扣。而現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)阻抗匹配沒(méi)有很好的調(diào)諧技術(shù)，得到的測(cè)試準(zhǔn)確性欠佳。有鑒于此，本發(fā)明提供一種測(cè)試系統(tǒng)，包括具有待測(cè)芯片的測(cè)試夾具；包括射頻信號(hào)源、接收單元和處理及顯示單元的測(cè)試裝置，所述射頻信號(hào)源具有輸出射頻信號(hào)至所述測(cè)試夾具的待測(cè)芯片的至少一個(gè)射頻測(cè)試端口 ；所述接收單元用于至少接收所述射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)待測(cè)芯片后的反射信號(hào)和傳輸信號(hào)；所述處理及顯示單元用于對(duì)所述接收單元接收的射頻信號(hào)進(jìn)行處理并予以顯示；位于測(cè)試夾具和測(cè)試裝置之間的差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，用于對(duì)包括待測(cè)芯片在內(nèi)的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧以使得負(fù)載端的阻抗與測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配。本發(fā)明所提供的測(cè)試系統(tǒng)，能夠根據(jù)各式待測(cè)芯片而適時(shí)對(duì)待測(cè)芯片的阻抗進(jìn)行調(diào)諧，使得包括待測(cè)芯片在內(nèi)的負(fù)載端的阻抗與測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配，在對(duì)待測(cè)芯片進(jìn)行射頻測(cè)試時(shí)獲得準(zhǔn)確性更高的測(cè)試效果。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示裝置結(jié)構(gòu)的示意圖會(huì)不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖1顯示本發(fā)明一種實(shí)施方式中測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
在本實(shí)施例中，所述測(cè)試系統(tǒng)可以適用于射頻識(shí)別技術(shù)中射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片的射頻測(cè)試，獲得射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片的特性(例如頻率響應(yīng)、特性阻抗等)，但并不以此為限，在其他實(shí)施例中，也可以是其他應(yīng)用于射頻范圍的其他芯片。如圖1所示，所述測(cè)試系統(tǒng)包括具有待測(cè)芯片的測(cè)試夾具10、測(cè)試裝置30以及配置于測(cè)試夾具10和測(cè)試裝置30之間的差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20。測(cè)試夾具10是用于作為待測(cè)芯片的裝載設(shè)備，其具體可以為具有規(guī)則形狀(可以根據(jù)待測(cè)芯片的形狀而對(duì)應(yīng)的為矩形、正方形、圓形或其他類似形狀)的平臺(tái)或車床，而在測(cè)試夾具10的中央或接近中央處開(kāi)設(shè)有與待測(cè)芯片對(duì)應(yīng)的、例如為凹槽或凸臺(tái)的承載結(jié)構(gòu)100(通常稱為DUT Socket)，這樣，待測(cè)芯片就可通過(guò)承載結(jié)構(gòu)100而穩(wěn)固地裝配至測(cè)試夾具10上。另外，為達(dá)測(cè)試目的，測(cè)試夾具10還具有設(shè)于承載結(jié)構(gòu)的旁側(cè)，與待測(cè)芯片的待測(cè)引腳對(duì)應(yīng)的測(cè)試端口 A1、A2。需說(shuō)明的是，所述待測(cè)芯片為應(yīng)用于符合IS0/IEC、EPC Global制定的RFID標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽芯片，其可以根據(jù)工作頻率而分為125KHz的低頻(Low-Frequency，LF)、 13. 56MHz 的高頻(High_Frequency，HF)、860MHz 960MHz 超高頻(Ultra-High-Frequency， UHF)和2. 4GHz及以上頻段的微波頻段(Micr0Wave，MW)，優(yōu)選地，本發(fā)明主要涉及高頻(HF) 和超高頻(UHF)。另外，所述待測(cè)芯片可以采用晶粒(Die)、晶片(Chip)或不同尺寸的其他形式。測(cè)試裝置30主要用于對(duì)待測(cè)芯片進(jìn)行射頻測(cè)試。測(cè)試裝置30至少包括射頻信號(hào)源、接收單元和處理及顯示單元(上述各單元未在圖中顯示)。所述射頻信號(hào)源可以產(chǎn)生射頻信號(hào)，射頻信號(hào)源具有輸出射頻信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)射頻測(cè)試端口(在圖1中僅示出一個(gè)射頻測(cè)試端口 El)，當(dāng)射頻信號(hào)源發(fā)送的射頻信號(hào)由射頻測(cè)試端口 El輸出并向待測(cè)芯片C 發(fā)送時(shí)，一部分射頻信號(hào)被反射回來(lái)，另一部分射頻信號(hào)被傳輸至待測(cè)芯片C。所述接收單元用于至少接收所述射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)待測(cè)芯片后的反射信號(hào)和傳輸信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用中，所述接收單元在接收射頻信號(hào)后還可以對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，產(chǎn)生適于后續(xù)處理的中頻信號(hào)。所述處理及顯示單元用于對(duì)所述接收單元接收的射頻信號(hào)進(jìn)行處理并予以顯示，具體可以包括例如將射頻信號(hào)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換、提取被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅度信息和相位信息、以及通過(guò)比值運(yùn)算得到被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性，并將測(cè)試結(jié)果以圖形或數(shù)據(jù)的形式予以顯示。測(cè)試裝置30可以根據(jù)射頻信號(hào)的例如反射、傳輸?shù)惹闆r經(jīng)分析處理而獲得網(wǎng)絡(luò)傳輸特性以及待測(cè)芯片的特性(例如特征阻抗、增益或傳輸效率等)。 在本實(shí)施例中，較佳地，測(cè)試裝置30可以是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(Vector Network Analyzer, VNA)(在如下描述中，將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀也標(biāo)示為30)。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30是一種對(duì)射頻器件或射頻系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的理想儀器，具有速度快和精度高的特點(diǎn)，它能測(cè)量射頻器件或射頻系統(tǒng)的傳輸特性、反射特性和相位特性，例如測(cè)量測(cè)量射頻器件的插損、增益、衰減、隔離、回波損耗、駐波比(SWR)、相位、阻抗、群延遲、史密斯圓圖等。由于所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的使用原理及操作方式已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故不在此贅述。在之前的現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)中，一般是先通過(guò)手動(dòng)方式為待測(cè)芯片C挨個(gè)去選取一個(gè)合適的天線，使得所述天線和待測(cè)芯片C構(gòu)成的負(fù)載端的阻抗與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻信號(hào)源的內(nèi)阻相匹配；之后，再由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30輸出射頻信號(hào)至待測(cè)芯片C，通過(guò)接收射頻信號(hào)的反射信號(hào)和傳輸信號(hào)來(lái)測(cè)試出待測(cè)芯片C的特性。但在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于待測(cè)芯片C的類型各異(即使是同一類型)而使各自的特性不同，易導(dǎo)致選取阻抗匹配的天線的工序比較繁瑣，通常得在多次選取后才能找到合適的天線。更甚地，由于是手動(dòng)方式來(lái)選取，還可能不能獲得完全匹配的效果，這樣經(jīng)過(guò)測(cè)試后得到的測(cè)試準(zhǔn)確性仍欠佳。而在本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)中，額外提供了能獲得阻抗匹配效果的差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò) (Differential Tunable Matching Network ;DTMN) 20，所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò) 20 配置于測(cè)試夾具10和測(cè)試裝置30之間。具體來(lái)講，差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20包括與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 30連接的一個(gè)信號(hào)輸入端口 B以及與測(cè)試夾具10中的測(cè)試端口 A1、A2對(duì)應(yīng)連接的一對(duì)差分輸出端口 D1、D2，差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以例如為π型電路、L型電路等，以 η型電路為例，由電阻和分立于所述電阻的兩端的可調(diào)電容所構(gòu)成或由電阻和分立于所述電阻的兩端的可調(diào)電感所構(gòu)成，通過(guò)對(duì)可調(diào)電容或可調(diào)電感的調(diào)整，使得包括測(cè)試夾具10 上的待測(cè)芯片在內(nèi)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30的負(fù)載端的阻抗與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30的內(nèi)阻相匹配。下面就以利用本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)待測(cè)芯片進(jìn)行測(cè)試以得到所述待測(cè)芯片的特性阻抗為例作詳細(xì)描述。首先，如圖2所示，將裝配有待測(cè)芯片的測(cè)試夾具10、差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20和作為測(cè)試裝置的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30對(duì)應(yīng)連接。具體包括將待測(cè)芯片裝配至測(cè)試夾具10的承載結(jié)構(gòu)100上，將差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的差分輸出端口 Dl、D2與測(cè)試夾具10的測(cè)試端口 Al、Α2對(duì)應(yīng)連接，并將差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的信號(hào)輸入端口 B與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30的射頻測(cè)試端口 El對(duì)應(yīng)連接(具體可參閱圖2、。在本實(shí)施例中，用于將測(cè)試夾具10、差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30連接的連接線可以是同軸電纜。然后，調(diào)校差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20，使得包括測(cè)試夾具10上的待測(cè)芯片C在內(nèi)的負(fù)載端的阻抗與作為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30的內(nèi)阻相匹配。所述調(diào)校包括對(duì)差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò) 20中的可調(diào)元件(例如可調(diào)電容或可調(diào)電感)進(jìn)行調(diào)諧，具體來(lái)講，對(duì)差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò) 20中的可調(diào)電容或可調(diào)電感進(jìn)行調(diào)諧，即可增加或減少負(fù)載端的阻抗值，在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30上顯示的史密斯圖表(Smith Chart，又稱史密斯圓圖)上的點(diǎn)會(huì)沿著代表實(shí)數(shù)電阻的圓圈走動(dòng)，直至走到電阻值為1的圓圈上，即可通過(guò)可調(diào)電容或可調(diào)電感把阻抗調(diào)整為零， 完成匹配。如此，就可以使得待測(cè)芯片C在內(nèi)的負(fù)載端的阻抗(不包含容抗和感抗)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30的內(nèi)阻(即為50歐姆)相同，完成阻抗匹配。通過(guò)提供的差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20，可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)芯片C在內(nèi)的負(fù)載端的阻抗與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30的內(nèi)阻的阻抗匹配，不僅可以對(duì)待測(cè)芯片C作更準(zhǔn)確地測(cè)試，提高了測(cè)試精確度，更可模擬出待測(cè)芯片C配置天線后在實(shí)際應(yīng)用中的運(yùn)行狀況，例如得到待測(cè)芯片C 真實(shí)情況下的工作功率。再者，將差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的差分輸出端口 Dl、D2與測(cè)試夾具10的測(cè)試端口 Al、A2的連接斷開(kāi)并轉(zhuǎn)而與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30的其中二個(gè)射頻測(cè)試端口 E2、E3對(duì)應(yīng)連接 (如圖3所示)。接著，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30通過(guò)射頻測(cè)試端口 E1、E2、E3分別輸出射頻信號(hào)至差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20以對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，從而獲得差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的特性。所述特性可以包括反射特性、傳輸特性或阻抗。在實(shí)際應(yīng)用中，在測(cè)試時(shí)，可以在其中的一個(gè)射頻測(cè)試端口上輸出測(cè)試用射頻信號(hào)，而其他的二個(gè)射頻測(cè)試端口則是通過(guò)接置50歐姆電阻來(lái)接地，以作為標(biāo)準(zhǔn)參考阻抗，如此，分別對(duì)上述三個(gè)射頻測(cè)試端口 E1、E2、E3進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試， 從而獲得在所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的各參數(shù)(例如散射參數(shù)幻，獲得差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20 的測(cè)試結(jié)果。舉例來(lái)講，在射頻測(cè)試端口 El輸出測(cè)試用射頻信號(hào)，而在射頻測(cè)試端口 E2、 E3上分別接置50歐姆電阻來(lái)接地，作為標(biāo)準(zhǔn)參考阻抗。同理，而在其他情況下，在射頻測(cè)試端口 E2輸出測(cè)試用射頻信號(hào)，而在射頻測(cè)試端口 E1、E3上分別接置50歐姆電阻來(lái)接地，作為標(biāo)準(zhǔn)參考阻抗；以及，在射頻測(cè)試端口 E3輸出測(cè)試用射頻信號(hào)，而在射頻測(cè)試端口 E1、E2 上分別接置50歐姆電阻來(lái)接地，作為標(biāo)準(zhǔn)參考阻抗。最后，通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30在圖2中經(jīng)阻抗匹配后差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的負(fù)載端的阻抗和在圖3中獲得差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的阻抗，兩相比較后并計(jì)算后(即在史密夫圖表中標(biāo)示出差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的負(fù)載端的阻抗和差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的阻抗所分別對(duì)應(yīng)的點(diǎn)并求出所述兩個(gè)點(diǎn)的差值)，即可準(zhǔn)確地推導(dǎo)出待測(cè)芯片C的特性阻抗。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，利用本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化測(cè)試、提高測(cè)試準(zhǔn)確性。下面以利用本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)待測(cè)芯片進(jìn)行測(cè)試以得到所述待測(cè)芯片的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性為例作詳細(xì)描述。首先，將裝配有待測(cè)芯片C的測(cè)試夾具10、差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20和作為測(cè)試裝置的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30對(duì)應(yīng)連接。另外，在所述待測(cè)芯片C上并聯(lián)一個(gè)負(fù)載電阻1^，并在所述負(fù)載電阻&的兩端配置用以進(jìn)行電壓測(cè)試的直流電壓計(jì)40，所述負(fù)載電阻&可以為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值(例如100ΚΩ)，便于后續(xù)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化和處理。形成如圖4所示的結(jié)構(gòu)。然后，調(diào)校差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20，使得包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30上的待測(cè)芯片C在內(nèi)的負(fù)載端的阻抗與測(cè)試裝置30的內(nèi)阻相匹配。如此，利用所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20，可使得待測(cè)芯片C的阻抗與測(cè)試裝置的內(nèi)阻匹配。接著，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30測(cè)試連接的各器件的端口參數(shù)，以獲得差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)20的特性。所述特性可以包括反射特性、傳輸特性或阻抗。最后，利用測(cè)試裝置30測(cè)試得到的參數(shù)結(jié)果，計(jì)算得到所述網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性以及待測(cè)芯片C的傳輸效率。下面就如何得到所述網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性以及待測(cè)芯片C的傳輸效率的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述首先，從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30上的顯示屏幕上讀取測(cè)試信號(hào)在差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò) 20處輸入端的反射系數(shù)rin。然后，將在上述步驟中得到的反射系數(shù)rin代入公式rL= (S11-Γ in)/(S11S22-S12S21-S22 Γ in)(1)其中，Sn、S12j21、^為散射系數(shù)；通過(guò)公式(1)，可以得到待測(cè)芯片C處負(fù)載端的反射系數(shù)Γ\。這樣再可以利用公式Zl = 100 (1+ Γ J / (1-Γ L)(2)通過(guò)公式O)，可以得到待測(cè)芯片C處負(fù)載端的特性阻抗接著，利用公式Gt= (1-| rs|2)/|l-rinrs|2|S21|2(l_| Γ L |2) / | I-S22 Γ L |2 (3)其中，Γ s為信號(hào)源處的反射系數(shù)；通過(guò)公式(3)，可以得到傳輸增益Gt，在本公式中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30處測(cè)試信號(hào)源端的反射系數(shù)^可以從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀30中直接測(cè)量并顯示得到。再者，利用公式PDELL = PAVSGT(4)其中，PAV,s為信號(hào)源處的傳輸功率；通過(guò)公式G)，可以得到負(fù)載端的傳輸功率PDEu。最后，再利用公式η = PL/PDEL,L = (Vdc2/Rl)/PDEL, L (5)其中，Rl為負(fù)載電阻的阻值，Vdc為負(fù)載電阻的直流電壓；通過(guò)公式(5)，可以得到傳輸效率η。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括測(cè)試夾具、測(cè)試裝置及差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，其中， 所述測(cè)試夾具具有用于裝載待測(cè)芯片的承載結(jié)構(gòu)以及用于與所述待測(cè)芯片電性連接的測(cè)試端口；所述測(cè)試裝置包括射頻信號(hào)源，具有輸出射頻信號(hào)至所述待測(cè)芯片的至少一個(gè)射頻測(cè)試端口 ； 接收單元，用于至少接收所述射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)待測(cè)芯片后的反射信號(hào)和傳輸信號(hào)； 處理及顯示單元，用于對(duì)所述接收單元接收的射頻信號(hào)進(jìn)行處理并予以顯示； 所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)具有與所述射頻信號(hào)源的射頻測(cè)試端口對(duì)應(yīng)的輸入端口和與所述待測(cè)芯片的測(cè)試端口對(duì)應(yīng)的差分輸出端口，用于對(duì)包括待測(cè)芯片在內(nèi)的所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧以使得所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗與測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配， 提供測(cè)試裝置測(cè)量測(cè)試夾具中待測(cè)芯片的特性。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)包括由電阻和可調(diào)電容所構(gòu)成的η型電路或由電阻和可調(diào)電感所構(gòu)成的η型電路。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試裝置的內(nèi)阻為50歐姆。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述待測(cè)芯片的特性包括阻抗增益、衰減、隔離、回波損耗、駐波比、相位和傳輸效率中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試裝置的射頻信號(hào)源輸出的射頻信號(hào)的頻率為高頻、超高頻或微波。
6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述待測(cè)芯片包括射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片。
7.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試裝置為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
8.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于，所述測(cè)試方法包括提供裝配有待測(cè)芯片的測(cè)試夾具、測(cè)試裝置和差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，將測(cè)試夾具、差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)和測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)連接；調(diào)校所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，對(duì)包括所述待測(cè)芯片在內(nèi)的所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧，使得所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗與所述測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配； 利用測(cè)試裝置對(duì)所述待測(cè)芯片進(jìn)行測(cè)試，獲得所述待測(cè)芯片的特性。
9.如權(quán)利要求8所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述待測(cè)芯片的特性為特性阻抗，進(jìn)一步展開(kāi)包括斷開(kāi)所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)與所述待測(cè)芯片的連接，再將所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)和所述測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)連接；利用所述測(cè)試裝置對(duì)所述差分可匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，獲得差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗； 通過(guò)上述在阻抗匹配時(shí)所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗和所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗，得到所述待測(cè)芯片的特性阻抗。
10.如權(quán)利要求8所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述待測(cè)芯片的特性為傳輸效率，所述測(cè)試方法還包括在調(diào)校所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)之前，在所述待測(cè)芯片上并聯(lián)負(fù)載電阻； 調(diào)校所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，對(duì)包括所述待測(cè)芯片和負(fù)載電阻在內(nèi)的所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧，使得所述測(cè)試裝置的負(fù)載端的阻抗與所述測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配；利用測(cè)試裝置分別得到信號(hào)源處的反射系數(shù)、所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)和散射系數(shù)、信號(hào)源處的傳輸功率、以及所述負(fù)載電阻的電壓；根據(jù)所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)和散射系數(shù)，得到所述待測(cè)芯片負(fù)載端的反射系數(shù)；根據(jù)所述信號(hào)源處的反射系數(shù)、所述差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)和散射系數(shù)，得到傳輸增益；根據(jù)所述傳輸增益和信號(hào)源處的傳輸功率，得到負(fù)載端的傳輸功率； 根據(jù)所述負(fù)載電阻的電壓、所述負(fù)載電阻的阻值以及負(fù)載端的傳輸功率，得到待測(cè)芯片的傳輸效率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，所述測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試夾具，具有裝載待測(cè)芯片的承載結(jié)構(gòu)和電性連接于待測(cè)芯片的測(cè)試端口；測(cè)試裝置，包括射頻信號(hào)源、接收單元和處理及顯示單元，射頻信號(hào)源具有至少一個(gè)射頻測(cè)試端口，接收單元用于至少接收經(jīng)過(guò)待測(cè)芯片后的反射信號(hào)和傳輸信號(hào)，處理及顯示單元用于對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行處理并予以顯示；差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)，具有輸入端口和差分輸出端口，用于對(duì)包括待測(cè)芯片在內(nèi)的負(fù)載端的阻抗進(jìn)行調(diào)諧以使得負(fù)載端的阻抗與測(cè)試裝置的內(nèi)阻相匹配，提供測(cè)試裝置測(cè)量測(cè)試夾具中待測(cè)芯片的特性。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)提供差分可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，操作簡(jiǎn)單便利，并能獲得更準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。
文檔編號(hào)G01R27/02GK102236069SQ20101016919
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者劉凌, 吳慶陽(yáng), 李廣波, 李曉陽(yáng) 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司