Giải pháp đo IC tín hiệu hỗn hợp

• IC tín hiệu hỗn hợp hay Mixed-signal IC là loại kết hợp cả các phần số (digital) và phần tương tự (analog) trong cùng một IC. Nó kết hợp tính năng của cả hai loại IC để thực hiện các chức năng phức tạp hơn mà không cần sử dụng nhiều IC riêng lẻ.

• Các thiết bị sử dụng IC tín hiệu hỗn hợp phổ biến là:

  • Bộ chuyển đổi ADC/DAC

  • Bộ khuếch đại (Power Amplifier – PA)

• Một số thách thức trong đo kiểm:
  • Mixed-signal IC có cả 2 phần số và tương tự => Hệ đo phải sử dụng các thiết bị đo Tx/Rx cả phần số và tương tự => Yêu cầu hệ thống có khả năng điều khiển đồng bộ các thiết bị đo ở cả phần số và phần tương tự.
  • Hầu hết các thông số đo ADC/DAC không thể đo trực tiếp bằng thiết bị đo => Yêu cầu lấy mẫu nhiều lần và phân tích thống kê để thu được kết quả đo.

• PA ngày nay hầu hết là thiết bị hỗn hợp, bao gồm cả các thành phần thụ động như switch, filter, và các module điều khiển số.
• Có 2 phương pháp thường được sử dụng để nâng cao hiệu năng PA:
  • Envelope tracking (ET): PA có xu hướng tiêu thụ nhiều năng lượng, nhưng nhiều trường hợp không cần cấp nguồn đầy đủ mọi lúc, vì tín hiệu ở dạng xung hoặc phân chia theo thời gian. Hình mô tả tín hiệu đường lên LTE: Chỉ đôi khi mức công suất đạt cực đại => Kỹ thuật ET tự động điều chỉnh điện áp nguồn cấp DC dựa trên “đường bao” của tín hiệu đầu vào PA.
  • Digital Pre-Distortion (DPD): Tín hiệu băng rộng như WCDMA, LTE, 5G, … có PAPR cao => Đường bao tín hiệu có sự dao động lớn => Tạo ra vấn đề về khuếch đại phi tuyến, có thể gây ra bão hòa PA hoặc méo khuếch đại. DPD áp dụng biến dạng nghịch đảo cho tín hiệu đầu vào PA để bù đắp cho hành vi phi tuyến của PA => Hủy biến dạng do PA tạo ra

RF Board

• Kích thước lớn vì các linh kiện như FET, cuộn cảm, điện trở, tụ điện được gắn bên trên một chất nền như Alumina/PTFE.
• Chế tạo rẻ vì không cần phòng sạch và thiết bị phức tạp.
• Có thể điều chỉnh: Nếu một linh kiện không hoạt động, nó luôn có thể được thay thế.
• Có thể sử dụng cho các ứng dụng công suất cao vì khả năng tản nhiệt có thể được giải quyết bằng cách thiết kế bộ tản nhiệt phù hợp.
• Sản xuất số lượng lớn khó khăn. Do đó, chúng thường có giá đắt hơn.

MMIC

• MMIC rất nhỏ gọn. Kích thước điển hình là 3×3 mm.
• Quá trình chế tạo cần phòng sạch cao cấp, thiết bị xử lý đắt tiền, giám sát tinh vi. Vì thế, thành công ngay lần đầu tiên là điều bắt buộc. Điều này đòi hỏi phương pháp thiết kế tiên tiến, mô hình phần tử chính xác, phần mềm đáng tin cậy, …
• Một khi đã được chế tạo, MMIC không thể được “tinh chỉnh”. Một sai sót trong thiết kế có thể khiến toàn bộ lô hàng bị loại bỏ.
• Được sử dụng trong các ứng dụng tiêu thụ điện năng thấp do kích thước nhỏ gọn và khả năng tản nhiệt kém.
• Có thể sản xuất số lượng lớn. Tất cả các thành phần tạo ra từ một lô quy trình sẽ được theo dõi. Do số lượng lớn nên chúng có giá rẻ.