5.1 LTE 射頻收發器測試電路架構
如圖 5.1 測試電路架構所示，射頻部份總共使用 16 組射頻埠，類比 I/Q 信號部
份用到兩組任意信號產生器的輸出，四組數化器的輸入，在控制界面部份，使用四個 數位邏輯通道，負責重置信號(Reset)及 SPI 三線式串列傳輸界面(Clock, Data, Enable)。
圖 5.1 測試電路架構
5.2 實體電路
實體電路如圖 5.2 所示，射頻匹配電路放在靠近待測物的附近。 另外為了提高 待測物輸出信號的頻率精確度，還設計了除頻電路，由機台供應參考信號給待測物，
達到與測試機台頻率同步的目的。除了圖 5.1 的電路架構，另外在任意信號產生器到 數化器有設計一組類比信號迴路(BB to BB loop back)以驗證機台本身類比基頻的 EVM 特性。在射頻的部份有拉一條 RF to RF loop back 電路，用途在於驗證機台本身 RF to RF 的 EVM 特性。兩旁的鍍金貫孔接點底面的部份則用來與測試頭的連接器相 接觸。
圖 5.2 實體電路
5.3 相關治具
在圖 5.2 中間黃色部份為量產用測試座，頻率特性如圖 5.3 所示，其 S11 頻率特 性到 4.26GHz 為-10dB，可以涵蓋待測物的最高頻率 2.690GHz。
圖 5.3 量產測試座頻率特性
圖 5.4 為射頻連接器與測試頭的連接組件部份。可以看到 SMP 纜線一頭接到電 路板的 SMP 連接器，另一頭固定在連接組件上。這連接組件部份在測試板放上測試 頭後會跟測試頭的連接器接在一起。
圖 5.4 射頻連接器與測試頭的連接組件
第六章 測試電路實機驗證
6.1 自動測試機台射頻組態設定
圖 6.1 及圖 6.2 為自動測試機台的射頻組態設定，也就是實際上機台與測試電路 的射頻通道連接方式，圖 6.1 為第一片 Frond End Card，主要連接四組低雜訊放大器，
使用”1A1”, ”1B1”, ”2A1”, ”2B1”, ”1C1”, ”1D1”, ”2C1”, ”2D1” 等連接埠。另外連接接 收器的輸入端，使用”3A1”, ”3B1”, “3C1”, ”3D1” 等連接埠。圖 6.2 為第二片 Frond End Card，主要連接發射器輸出，接收器本地振盪器輸出及提供參考頻率到除頻器的輸入 端。
圖 6.1 自動測試機台的射頻組態設定一
圖 6.2 自動測試機台的射頻組態設定二
6.2 自動測試機台類比基頻組態設定
圖 6.3 為自動測試機台的數化器組態設定，共有兩組組態，第一組接到接收器一 的 I/Q 輸出，第二組接到接收器二的 I/Q 輸出。在此畫面可以設定輸出電壓檔位，取 樣頻率及點數，以及輸入阻抗，低通濾波器等。
圖 6.3 自動測試機台的數化器組態設定
圖 6.4 為自動測試機台的任意信號產生器組態設定，接到發射機的 I/Q 輸入，同 樣的在此畫面可以設定輸出信號的取樣率，電壓，輸出波形資料等。
圖 6.4 自動測試機台的任意信號產生器組態設定
6.3 接收機信號驗證
圖 6.5 為接收機輸出 I 信號經過數化器取樣後以快速傅利葉轉換出來的頻譜分
析。由此可以判斷接收器是否正常工作，如果接收器設定錯誤或是信號源設定錯誤則 可能量不到信號或是量到失真的信號。如果輸出信號準位過小則相對雜訊會變大，有 可能影響到最後量測值的穩定性。
圖 6.5 接收機輸出信號
6.4 接收機雜訊指數信號驗證
圖 6.6 為與圖 6.5 的差別在於接收機的輸入端接到 Frond End Card 上的 50Ohm 終 端器。所以只有雜訊輸出。根據式(4-24)，我們可以算出接收器的雜訊指數。為什麼 不直接用圖 6.5 主信號旁邊的雜訊準位來做計算?我們可以看到圖 6.5 的主信號旁邊的 雜訊準位較更旁邊的雜訊來得高，這是訊號源的相位雜訊造成的，對量測的正確性會 有影響，而且也不符合式(4-24)的假設是常溫 50Ohm 的雜訊源。
圖 6.6 接收機雜訊指數信號
6.5 低雜訊放大器雜訊指數信號驗證
圖 6.7 為自動化測試機台本身的雜訊指數及信號源 ENR 值校驗結果，因為 Frond End Card 沒有內建專用的雜訊源，所以用白色雜訊波形經過任意信號產生器輸出到射 頻信號產生器調變升頻後來當做雜訊源的功能。預設 ENR 值為 15dB，實際量到的為 14.97dB，我們要用實測值做為程式計算的依據。圖 6.8 為白色雜訊經過快速傅利葉 轉換後的頻譜。
圖 6.7 自動化測試機台的信號源 ENR 值校驗結果
圖 6.8 白色雜訊的頻譜
6.6 向量誤差度量測信號驗證
圖 6.9 為自動化測試機台經過基頻迴路的向量誤差度量測。可以看出 EVM 值為 0.86%，符合小於 1%的要求。
圖 6.9 自動化測試機台的向量誤差度量測
6.7 接收機向量誤差度量測信號驗證
圖 6.10 為接收機的向量誤差度量測。可以看出 EVM 值為 5.12%。
圖 6.10 接收機的向量誤差度量測
6.8 接收機向量誤差度量測信號探討
圖 6.11 為接收機的輸出 I/Q 互相對調的向量誤差度量測。可以看出 EVM 值高達 46.21%，量測值完全不合理。
圖 6.11 接收機的輸出 I/Q 互相對調的向量誤差度量測
圖 6.12 為類比基頻迴路的調變信號頻譜與接收機的調變信號頻譜比較，可以看 出上面的基頻回路的信號比較接近理想頻譜，下面的接收機的輸出有直流成份而且頻 率響應並不平坦。
圖 6.12 基頻迴路的調變信號與接收機的調變信號頻譜比較
6.9 發射機鄰近通道洩漏功率信號驗證
圖 6.13 為發射機的臨近通道洩露功率量測頻譜。使用 10MHz QPSK Uplink 的調 變信號，實際的量測頻寬設定各為 9MHz，與兩邊的頻譜距離 1MHz。
圖 6.13 發射機的臨近通道洩露功率量測頻譜
6.10 量測結果與分析
表 6.1 為測試項目實測結果列表。量測值為同一顆待測物重覆測試後取最大最小 值及平均值並計算標準差(Sdev)，由列表可看出量測值相當的穩定，除了相位雜訊測 項因為信號值過低造成量測值變動較大，其他測項的標準差均小於 1dB。
表 6.1 測試項目實測結果列表