Teledyne e2v的EV12AQ605和EV10AQ190（选用交叉点开关输入电路技能的12位和10位四通道ADC）使RF
ATE和现场测验设备的开发能够集中于单通道和多端口5G NR设备的主动校准测验和丈量。
两代之间的问题
5G是通讯职业的第五代蜂窝网络技能规范，从2019年开端在世界规模运用。5G是现在大多数手机运用的4G网络的继任者，带宽更大，下载速度高达10 Gbit/s。 因为带宽的添加，现在的4G手机将无法运用新的网络，这种新的网络需求支撑5G的无线设备。另一方面，5G也需求兼容比如带宽等一切的4G网络需求。
因而，为了确保广泛的服务，5G网络将作业在三种频段：低频段、中频段和高频段。低频段5G(也称作次1 GHz)运用和4G(600-700 MHz)类似的频率规模，可支撑稍高于4G的下载速度(30-250 Mbit/s)。
中频段5G(也称作次6 GHz)的频率规模是2.5-3.7 GHz(下载速度是100-900 Mbit/s)。这一服务将在2020年掩盖大多数的大城市区域。
高频段5G(也称作毫米波)运用26、28或39 GHz的频率。上述的5G频段都在2020年经过测验，而新的中频段(次6 GHz)估计在将来的几个月或几年内完成（当时有超越50个5G NR中频段在世界规模内运用）。
2018年，一个5G的职业联合规范（第三代协作工程（3GPP))界说了运用5G NR(5G新无线电）软件的体系。5G终究将支撑大约每平方千米1M个设备，而现在的4G支撑大约每平方千米100K个器材。当然，5G无线设备将兼容4G LTE功用，因为新的5G网络将运用现有的4G网络开始完成手机的衔接。要害是，未来的5G器材不只需满意不断发展的5G功能需求，还需兼容之前的2G/3G/4G/5G(GSM/EDGE/CDMA/UMTS/WCDMA/LTE/LTEA/TD-SCDMA/TD-LTE等）。
因而，未来的5G NR ATE体系需运用一种牢靠的、可重复的办法在较宽的频率规模测验器材的功能，这种办法需支撑主动校准和丈量以确保成果彼此相关并削减测验差错。
图1b 简化框图：DIB/DUT的主动丈量
差错带来的费事
参数化RF ATE丈量环境中DUT（测验的器材）外部的不确认度/差错需求选用能精确并牢靠丈量DUT/产品功能的丈量办法以进步丈量的精确度。测验并量化丈量的不确认度是取得抱负丈量成果的要害。
一般来说，丈量成果的精确度一般是值得置疑的，因为一切的丈量都受物理和电气环境的影响，并遭到运用的源/测验器材/仪器的约束。因而，丈量的值永久不会等于测验的DUT/功能的实在值。丈量值和实在功能值之间的不同叫做差错。根据差错的来历（DUT外部），这些差错可被大致地分为随机差错和体系差错。随机差错是随机的，它们来历于测验设备和测验环境的不行猜测的时间或空间改动。一般难以追寻和量化随机差错怎么影响DUT的丈量成果。随机差错主要由RF ATE环境的改动引起，如温度改动、衔接改动、仪器噪声和失真，也包括衔接和线缆的差错。
体系差错是可重复的差错，一般能够被批改，但无法悉数消除。体系差错仅可被减小到某个程度。校准的概念一般指预算RF ATE测验环境中的体系差错并批改。为了成功批改体系差错，一般需求校准的规范或参阅的器材。这个规范或参阅器材应该能以较高的精确度代表或复现某个丈量流程。校准流程一般是用丈量体系丈量/测验这个规范/参阅器材，并将丈量成果存储为原始数据。经过比较这个规范/参阅器材的原始丈量数据和已知的数值，可计算出体系差错。这个差错的值随后被用于批改丈量成果。不幸的是，关于5G NR ATE测验设备，包括DIB(设备接口板）、探针卡、线缆和衔接等，规范/参阅器材有各式各样的高频率和测验条件，这使得问题变得十分杂乱。另一种校准的办法是界说一个参阅平面。这个参阅平面是经过预算并批改测验体系环境的体系差错得出。不幸的是，随机差错无法经过参阅平面环境批改。当时RF/5G NR ATE和现场测验体系环境迫切需求一种运用主动/校准和丈量技能为每个DUT创立一个参阅平面的解决方案。
图2 通用6脚5G NR LNA DUT（不衔接外围器材）
独立器材的主动校准和测验丈量
为RF ATE环境中的每个DIB(设备接口板)/DUT创立一个参阅平面需求界说一个校准流程（图1a和1b)。 校准一般运用一套标准。抱负状态下，这个规范选用一个“金参阅器材”DIB/DUT，与一般的DIB/DUT丈量(过程2)比较，其累计差错只要不到一半或四分之一（过程1）。假如可得出这一差错（ 过程1），则能够为规范的累计丈量办法足以满意实践的DIB/DUT测验（过程2）。一向保持RF ATE环境中不同的频率、噪声和电压条件下最小的“金规范/参阅器材”丈量差错是一件十分困难、耗时和贵重的作业。
当然，器材的互联和改动也会明显影响创立规范的参阅平面和DIB/DUT的校准（包括多设备接口板（DIB）反常、DIB/DUT触摸/器材改动、线缆/衔接器阻抗、源/丈量仪器改动等）。考虑到上述的内容，5G NR设备的校准流程需运用一套规范的手动的测验办法创立参阅平面（引进大的随机差错），然后选用主动测验办法去除体系差错源。
图2表明一个通用的6脚（外表贴装封装）的5G NR低噪声放大器(LNA)产品/DUT(不衔接外围器材）。这个LNA的测验样本需在RF ATE环境下测验，这个环境需求在测验之前校准，以确认参阅平面。典型的用于LNA的RF ATE测验包括：
● 作业频率规模（有超越50个5G NR网络频带）
● 增益/插入损耗
● 频率规模的增益平整度
● 噪声图
● 输入/输出回波损耗
● 输入IP3
● 输出IP3
除了测验这种LNA设备，实践的RF ATE环境还需具有测验其它类型的5G NR类型设备（耦合器、衰减器、滤波器、VGA等）的才能。因而，还需考虑多端口测验的状况。
图3 通用6脚5G NR LNA DUT/DIB（衔接外围器材）
图3表明相同的通用6脚（外表贴装封装）5G NR低噪声放大器(LNA)产品/DUT，可是带有正常作业所需的外部器材。这些器材尽可能近地安装在DIB上。实践上，因为高频鼓励，图3的丈量和校准比图2杂乱得多。DUT和DIB之间的反常包括：
● 衰减器不匹配和损耗差错（需求阻抗匹配和改动DUT输入/输出电平）
● 输入和输出之间的电感功能改动
● 操控线和门驱动之间的彼此作用的改动
● 接地环路
● 线缆/衔接阻抗
● 每个测验模块的测验体系衔接的阻抗改动
如前所述，跟着在DUT中添加了信号链中的多个器材，校准的问题也会更杂乱。跟着变量的添加，校准和主动测验差错呈指数级添加。
图4 概念框图：主动校准5G NR RF ATE丈量/测验体系
因而，未来5G NR ATE体系和现场电信测验设备需求具有在宽频率规模和不同测验条件下牢靠、可重复、相相关（考虑到前面所述的差错）测验的才能。它也需求一种主动校准技能，不依靠手动校准根据规范创立参阅平面。图4表明一个简化/概念性的主动校准5G NR RF ATE丈量体系的框图，可用于任何DIB/DUT，无论是单端口仍是多端口，是否有外围器材。
为了确保RF ATE体系精确、牢靠性、可重复的测验，测验工程师有必要添补贵重的丈量仪器的面板上的高质量衔接器和DIB/DUT的接口之间的空白。DUT的电气接口（探针卡或封装适配接口卡）一般集成在DIB内部，却很少与相同类型的高质量衔接器匹配。源端（到DUT)和接纳端/丈量设备（来自DUT)之间很多的线缆/衔接器以及DIB会引进很多的随机差错和体系差错。
为了补偿这些差错，简化的RF ATE测验装备（图4）答应DUT端口的主动校准和丈量，无需手动校准技能为每个独立的DIB/DUT创立参阅平面。图4简略地经过直接丈量测验装备差错并在终究的DUT丈量值中纠正这些差错（原始测验丈量值 – 校准差错丈量值 = 终究DUT丈量值）使校准/测验丈量的流程完成主动化。具体完成办法是，首要，内部交叉点开关(CPS)会主动切换到“校准差错丈量”形式，然后答应ADC丈量RF吞吐量，这包括以下的差错：
● 直接RF天线/源噪声和失真
● DUT的输入回波损耗/衰减器差错
● 电源差错
● 接地差错
● 辅佐源/驱动问题（如上述的操控端口的比如）
● 衔接器和线缆差错/改动
这个丈量成果被存储为校准差错丈量值。随后CPS主动切换至“原始测验丈量”形式，ADC对DUT(衔接所需的外围器材）进行相同的丈量，数据被存储为原始测验丈量值。这两个丈量值经过软件的处理，得出主动校准/批改的终究测验丈量成果。内部的CPS答应RF ATE工程师经过一系列的测验主动重装备DIB/DUT，无需手动干涉和重校准。 类似地，假如DIB/DUT包括多个器材，可经过四通道ADC和四输入交叉点开关(CPS)完成多个端口的丈量和主动校准/批改，随后将具体介绍这一点。
图5 简化框图：主动校准差错丈量
5G NR ATE DUT主动校准和测验丈量
图5和图6描绘了运用Teledyne e2v的四通道、多输入端口并集成了非并行片上高频交叉点开关（CPS)的ADC的5G NR ATE主动校准和测验丈量体系的主动化解决方案。 Teledyne e2v的EV12AQ605和EV10AQ190（12位和10位四通道集成交叉点开关的ADC）使得5G NR ATE和现场测验设备可针对单个通道（图5, 6和7）和多端口5G NR设备（如下一节所示）进行主动校准丈量测验。
CPS有四种不同的形式（可经过SPI操控主动使能）：
● 1通道形式IN0输入：四通道ADC交织成最高采样率6.4 Gsps(4 x1.6 Gsps)
● 1通道形式IN3输入：同上
● 2通道形式IN0输入衔接到ADC A和B,IN3衔接到ADC C和D，每通道最高采样率3.2 Gsps(2 x 1.6 Gsps)
● 4通道形式IN0-IN3输入别离衔接到ADC A, B, C, D，每通道最高采样率1.6 Gsps
别的，EV12AQ605的扩展输入带宽超越6 GHz(EFPBW)，答应C波段(4-8 GHz)的信号直接采样，无需经过下变频器将信号变换到基带（直接RF采样）。
图5是主动校准丈量的简化框图。CPS设置成1通道（IN0输入）形式，ADC(A, B, C, D)丈量DIB/DUT的RF吞吐端口，而断开DIB/DUT的RF输出端（也由CPS完成）。这种“校准差错丈量”采样DIB/DUT（输入）的联合差错：
● 直接RF天线/源噪声和失真
● 到DUT的输入回波损耗/衰减器/滤波器差错
● 电源和接地的差错
● 来自DUT的输入/回波损耗/触摸差错
● DUT所需的DIB包括的辅佐源/驱动/器材问题
● 衔接器和线缆差错/改动等
这些ADC的丈量成果被存储为“校准差错丈量值”。
图6 简化框图：主动校准原始测验丈量
图6是原始测验丈量的简化框图。在取得校准差错丈量值之后，CPS切换到1通道（IN3输入）形式，ADC(A, B, C, D)丈量DIB/DUT的RF输出端口，而断开DIB/DUT的RF吞吐端口（由CPS完成）。这种“原始测验丈量”采样DIB/DUT(输入)/
DUT(输出)的联合功能和差错，如：
● 前面的校准差错丈量中说到的差错
● 加上DUT RF输出功能
ADC的丈量成果被存储为“原始测验丈量值”。终究的DUT丈量值由下式计算出：原始测验丈量值 – 校准差错丈量值 = 终究DUT丈量值。
图7是一起进行校准差错丈量和原始测验丈量的简化框图。CPS被设置成2通道形式（IN0输出衔接到A和B, IN3输出衔接到C和D)。2通道形式的ADC(A, B)丈量DIB/DUT的RF吞吐端口，而DIB/DUT的RF输出也被ADC(C, D)丈量。使用最大3.2 Gsps的采样率，能够一起丈量“校准差错丈量值”和“原始测验丈量值”。相同的，终究的DUT丈量值可由下式计算出：原始测验丈量值 – 校准差错丈量值 = 终究DUT丈量值。
图7 简化框图：一起进行主动校准差错丈量和原始测验丈量
