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发布时间: 2020 - 05 - 27
2020注定是不平凡的一年!美股4次熔断,疫情让股神巴菲特也感叹「活久见」;但疫情期间网上流传的一个视频爆表了:被防护服包裹的医生戴着智能头盔,把实时影像直接传到后台的专家会诊团队;机器人不知疲倦地在给每个病房送药;无人机在空中提醒着聚集的人群; 更有小萌机器人帮主人上街买菜…这次疫情,让我们重新认识了,物联网和人工智能潜在的巨大市场价值!或许,股神鹰一样的眼神,也在这个市场中寻求最大的潜力股。我们可以任意猜想,他的下一目标是在哪里呢?优化物联网终端和智能设备的功耗和续航能力是产品成功的关键,特别是应用于超长年限和难以维护的物联网应用场景。如埋在水泥下的停车场感应装置、远洋海洋水文和气候监测系统。维护简单、但数量巨大的物联网场景、如智能电表、水表、气表等千家万户的场景。功耗和续航性能也不容忽视,因为维护成本同样让企业难以承受。无线性能和功耗测评是物联网终端产品设计验证的重要工作,也是最容易出现问题的环节。在2月份是德科技公众号给大家分享了《物联网产品的研发测试整体方案》文章,给工程师小伙伴们介绍了这套研发神器,全面评估产品的射频特性和功耗,估计大家还记忆犹新。今天,我们来更深入地谈功耗问题。过去两年,我们帮助了众多工程师服务评估了他们的产品功耗,包括终端、器件模块、芯片、运营商等等,要求也是千差万别,真可谓八仙过海各显神通。但万变不离其宗,我们概括总结为“功耗优化的三件套”思维。因此,工程师小伙伴们要设计出长续航时间的产品,考虑不仅有硬件设计,还要有软件和电池。我们来看下图,这是一个典型的物联网终端的电流工作状态,我们依次给伙伴们三个提示:第一个提示:从图上可以看出,物联网终端的电流以极低的占空比的脉冲电流形式出现,平均电流只有8uA,但峰值电流高达11mA,而出现峰值电流时,由于电池内阻的影响,电池的端电压会有明显的下降。以此类推,如果峰值电流更高,如智能门锁开...
发布时间: 2020 - 05 - 26
在使用有源探头进行测试时,最容易出现的错误就是超出探头的动态范围使用,我们也经常收到客户的电话,说同时使用有源探头和无源探头测同一个信号,有源探头的电压低于无源探头,究其原因,大部分情况下都是因为对动态范围和耐压范围的理解错误造成的。以是德科技N2795A有源探头为例,其耐压范围是正负20V,输入动态范围是正负8V,偏置范围是正负8V: 输入动态范围的定义是输入动态范围是指探头所能测试的在示波器屏幕中心线上下的电压范围,比如±2.5V动态输入范围的探头,只能测量示波器屏幕中心线上下2.5V范围内的电压,如果输入信号波动超出这个范围,反映在测量波形上来说就是波形被削波,测量的幅度偏小。根据定义,也就是说使用N2795A的探头时可以测量示波器屏幕中心线上下8V内的波形:而当我们直接测量0-16V的正弦波时,由于波形超出了屏幕中心线8V以上的范围,就会造成波形失真,使得测试结果偏低。此时就要用到探头/示波器的偏置能力: 偏置能力的定义是:偏置能力是指能够把0V电压基准线调整到和示波器屏幕中心线电压差的能力,根据信号的直流分量设置合适偏置,可以把具有直流分量的动态信号调整到示波器屏幕中心线附近,以满足探头动态输入范围的要求; 比如上面失真的测试波形,如果把波形设置为8V的偏置,使得波形继续显示在屏幕中心,就可以正确的测试0-16V的正弦波电压:因此,探头的最大输入电压并不一定是可测量电压范围,可测量电压范围应该是其动态范围加上偏置范围,当然,这个时候要合理使用偏置设定,使测试波形永远显示在其动态范围内。------转自是德科技
最新案例 / Case more
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最新方案 / Soluon more
发布时间: 2019 - 08 - 21
如果您需要捕获的信号是低占空比脉冲或猝发信号,并且信号之间有较长的空闲时间(例如封包串行数据),那么配有分段存储器的示波器可以有效地延长时间并提高以较高采样率捕获的串行数据包数量。所有示波器都具有数量有限的采集存储器。您应当知道,示波器的存储器深度决定波形时间和以特定采样率捕获到的串行数据包数量。您可以将示波器的时基设为很慢的时间 / 格设置,以便延长捕获时间间隔并增加串行数据包数量;但是当时基设置超出基于最高采样率下的最大时间间隔时,示波器便会自动降低采样率。在这种情况下,示波器无法提供精确的水平和垂直波形细节(基于示波器的指定带宽和最大采样率)。为什么需要分段存储?如果需要捕获较长时间和更多的串行数据包,同时仍在高采样率下进行数字化处理,只需购买配备更深存储的示波器即可。然而,配有千兆级采集存储器的示波器非常昂贵。如果需要采集的信号在重要波形分段(例如低占空比脉冲或串行数据包猝发)之间具有较长的信号空闲时间,那么具有分段存储器采集功能的示波器是更为经济的解决方案。【捕获时间 = 存储深度 / 采样率】通过将示波器的可用采集存储器划分为较小的存储器分段,分段存储采集模式可以有效地延长示波器的总采集时间。示波器可以在高采样率下,有选择性地针对被测波形的重要部分进行数字化处理。由此,示波器能够以极快的重新准备时间捕获很多的连续单次波形,同时不会错过重要的信号信息。
资讯 News

乘风5G机遇,第三代半导体材料势如破竹

日期: 2019-08-21
浏览次数: 221

乘风5G机遇,第三代半导体材料势如破竹

是德科技KEYSIGHT 今天

面对第三代半导体材料,你准备好了么?

下篇:5G革新利器

近年来随着5G标准愈发明细,通讯基站所使用的第二代半导体材料无法满足更高传输效率、更大输出功能、更强更稳定的散热、更少电阻、更小体积等诸多需求。

例如,第二代半导体材料砷化镓功率放大器和互补式金属氧化物半导体功率放大器(CMOS PA),其中又以GaAs PA为主流,但随着5G的到来,砷化镓器件将无法满足在如此高的频率下保持高集成度。而近年来宽禁带与超宽禁带的第三代半导体越来越得到重视,是制造通讯系统器件的优良材料

近日随着中国5G商用牌照的颁发,各大运营商也将会进行5G基础设施大范围部署。第三代半导体器件,例如GaN器件的数量也将会以大于50%的速度爆发性增长。借着5G发展的机遇,第三代半导体器件的市场将会逐渐扩大,有望发展为市场的中流砥柱


一、什么是第三代半导体

半导体产业发展至今经历了三个阶段

第一代半导体材料以硅为代表;第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用,而第三代半导体是指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、金刚石、氧化锌(ZnO)为代表的宽禁带半导体材料。

和第一代、第二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点,可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。

从5G移动通讯技术的发展和需求来讲,第三代半导体尤其是氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为首的毫米波器件和微波器件都是满足5G更高频段,更高功率等应用的理想选择

和第一代、第二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有宽的禁带宽度,高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.2ev),也称为高温半导体材料。

乘风5G机遇,第三代半导体材料势如破竹


二、5G中第三代半导体材料应用

根据3GPP 38.101协议的规定,5G NR主要使用两个频段:FR1和FR2,其中FR1 (450MHz-6GHz) ,即通常所说的5G毫米波频段。FR2(24.25GHz-52.6GHz),即通常所说的5G毫米波频段

对于毫米波的拓展是5G通讯系统目前人们最关注也是难点最大的部分。根据上文所叙第二代半导体材料无法满足在毫米波频段更高传输效率、更大输出功能、更强更稳定的散热、更少电阻、更小体积等诸多需求。

此外基站射频收发单元阵列中所需的射频器件数量大为增加,基站密度和基站数量也会大为增加,因此相比3G、4G时代,5G时代的射频器件将会以几十倍、甚至上百倍的数量增加,因此成本的控制非常关键

而第三代半导体材料,以氮化镓(GaN)为例,其高功率密度、高效率、宽带等特性极其适用于5G基站应用。但是过去由于毫米波器件/芯片成本过高,一直用于军事领域而无法大规模商用。

最近几年,通过使用SiGe、GaAS、GaN等材料并结合新的生产工艺,工作于毫米波段的芯片上已经集成了小到几十甚至几纳米的晶体管,大大降低了成本,GaN等第三代半导体材料的市场空间也随之变得巨大,为毫米波的大规模商用提供了可能

根据预测,2017-2023年GaN RF器件复合增长率23%,基站和防务将成为GaN RF器件最重要的应用。2019年,基站端GaN放大器同比增长达 71.4%。2020年,基站端 GaN 放大器市场规模预计达 32.7 亿元,同比增长 340.8%;预计到2023年基站端 GaN 放大器市场规模达121.7亿元。


三、面对革新,你准备好了么?

由于 5G 毫米波和超宽带功率放大器还处于起步阶段,为了验证和确保第三代半导体材料的器件,例如氮化镓(GaN)功放能够满足 5G 无线传输的要求,无论是器件厂商还是基站系统厂商都需要在调试和最终系统测试阶段,对产品进行大量射频参数测试,主要包括两类:

第一类,系统指标测试:

是根据无线通信系统标准针对 5G 宽带调制信号所要求的矢量误差 EVM 和邻道泄漏比 ACLR 等。

第二类,传统器件参数:

例如 PA 自身的器件参数,包括输 出功率 ,增益,噪声系数和 S 参数/X 参数等。


第一类

器件参数测试+On Wafer测试:

毫米波器件包括:PA、混频器、IQ器件等多种器件,正对测试需求也不尽相同,例如S参数、增益压缩和谐波杂散等,在此小编也为大家总结如下。

乘风5G机遇,第三代半导体材料势如破竹

针对于上述多种器件和测量项目的需求,Keysight提供性能强大的高性能网络分析仪PNA-X,满足射频全参数测试。

以GaN  PA功率放大器测试为例,下图展示了对于PA功放,PNA-X 单台仪表代替传统的网络仪+信号源+频谱仪+功率计多台仪器,单次链接,多次测量,完成射频全参数测试。

乘风5G机遇,第三代半导体材料势如破竹

另外在针对On-Wafer测试,例如对于PA的On-Wafer测试针对于种种测试需求PNA-X也可以一台解决:

乘风5G机遇,第三代半导体材料势如破竹

第二类

系统指标测试:

针对 5G 毫米波和超宽带 PA 的 EVM 测试与传统的 3G/4G 有很大不同, 主要原因是毫米波和超宽带条件对仪表和附件所构成的测试平台的要求大大提高,由测试平台所引入的失真和误差会严重影响最终的测试结果。测试平台本身必须具备宽带校正,以确保在测试 PA 之前仪表和所有附件所引入的失真和误差达到最小

例如在毫米波超宽带 PA 测试中,发现测试附件会产生影响,比如毫米波频段使用的线缆和接头,相对于 6GHz 以下的低频段,一般存在更大的线性失真和不平坦性,如果是仪表内置校正方式,也很难应对,但是现场外部校正方式就可以把它们包含在校正数据里面,去除这些部分的影响。

乘风5G机遇,第三代半导体材料势如破竹

是德科技 5G 毫米波和超宽带测试平台


------转自是德科技------

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