Técnicas de compensação para medidas elétricas de dispositivos e estruturas de rádio frequência : Compensation techniques for electrical measurements of devices and radio frequency structures

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Medeiros, Rafael Cortês de, 1989-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633705
Resumo: Orientador: Leandro Tiago Manera
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spelling Técnicas de compensação para medidas elétricas de dispositivos e estruturas de rádio frequência : Compensation techniques for electrical measurements of devices and radio frequency structuresCompensation techniques for electrical measurements of devices and radio frequency structuresRadiofrequênciaRadio frequencyOrientador: Leandro Tiago ManeraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Com a demanda crescente de tecnologias aplicadas à comunicação e processamento de dados, o aumento da frequência de operação dos dispositivos é o requisito necessário para o aumento do tráfego de informação, e a caracterização destes produtos deve seguir técnicas adequadas de medidas aplicadas a rádio frequência. Estas técnicas são dependentes diretas de aspectos dos dispositivos, como configuração das terminações, impedância característica, parâmetros parasi-tários intrínsecos da estrutura e frequência de operação. Bipolos com terminação single-ended e impedância característica próxima de 50 ? podem ser medidos com técnica de reflexão sem comprometer a exatidão de seus resultados. Porém bipolos de baixa ou alta impedância reque-rem técnicas de medição Shunt-Thru e Series-Thru para reduzir efeitos parasitários responsá-veis por aumento do erro de medição. Foi realizado um experimento para demonstrar que uma determinada técnica para medir um capacitor apresentou um erro de medição de até 4,2% em medidas de baixa frequência, porém utilizando a mesma técnica em alta frequência o erro foi de 23,2%. Ainda é comum que estes dispositivos sejam montados em estruturas, chamadas fixture, para possibilitar a conexão e medição. A inclusão do fixture adiciona na caracterização parâme-tros parasitários como admitância paralela, impedância série, resistências de contato, bem como fenômeno de acoplamento magnético existentes na interface entre o fixture e dispositivos. Estes parasitas devem ser compensados por técnicas adequadas de De-Embedding, como Open De-Embedding e Three Step De-Embedding que compensam diferentes conjuntos de parâmetros parasitários, e devem ser selecionadas conforme os mesmos aspectos citados do dispositivo sob test (DUT). O uso de ferramentas computacionais otimiza a execução e exatidão dos resultados do De-Embedding, limitando desvios apenas à fidelidade das estruturas fabricadas ou simuladas com o fixture usado efetivamente para comportar o DUT. O De-Embedding realizado pelo mé-todo Three Step De-Embedding para a medição de impedância de um dispositivo magnético de impedância variável apresentou erro de 4,1% conforme o resultado de referência em baixa fre-quência, enquando o método Open De-Embedding resultou em 44,9% de erro para a mesma me-dição. A discrepância dos resultados de compensação dos dois métodos de De-Embedding ocor-reu devido a falta de compensação da impedância série do fixture que é significativa, inerente de sua construção, reforçando a importância da seleção do método adequado conforme proposta deste trabalhoAbstract: With the increasing demand for technologies applied to communication and data processing, devices operation at high frequency is a requirement for high information traffic, and the char-acterization of these products must follow proper radio frequency measurement techniques. These techniques are directly dependent on aspects of the devices, such as the configuration of the terminations, characteristic impedance, intrinsic structure parameters and operation fre-quency. Bipoles with single-ended termination and characteristic impedance near to 50 ? can be measured with reflection technique without compromising the accuracy results. However very low or high impedance bipoles require Shunt-Thru and Series-Thru measurement tech-niques to reduce parasitic effects responsible for increased measurement error. It was per-formed an experiment in order to demonstrate that a specific technique to measure a capacitor has shown measurement error up to 4.2% at low frequency, but using the same technique at high frequency the error reaches 23.2%. It is also usual mounting these devices in structures, called fixture, to enable connection and measurement. The fixture inclusion adds the characterization parasitic parameters such as parallel admittance, series impedance, contact resistances, and magnetic coupling phenomena existing in the interface between fixture and device. These para-sites must be compensated by appropriate Embedding techniques such as Open De-Embedding and Three Step De-Embedding, which compensate different sets of parasitic parameters, and should be selected according to the same aspects of the device under test (DUT). The employ-ment of computational tools optimizes the execution and accuracy of De-Embedding results, which renders deviations strictly based on similarities between fabricated/simulated structures and the fixture used effectively to DUT connection. The compensation performed by the Three Step De-Embedding method was performed to compensate parasitics in a variable impedance magnetic device measurement, and the outcome was 4.1% error as the reference at low frequen-cy, since the Open De-Embedding method returned in 44, 9% error for the same measurement. These discrepant results occurred due to lack of impedance series compensation, which is sig-nificant, inherent to fixture construction, backing up the importance of proper selecting of the method as proposed in this workMestradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaMestre em Engenharia Elétrica[s.n.]Manêra, Leandro Tiago, 1977-Diniz, José AlexandreBalachov, SergueiUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMedeiros, Rafael Cortês de, 1989-20182018-03-05T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online ( p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633705MEDEIROS, Rafael Cortês de. Técnicas de compensação para medidas elétricas de dispositivos e estruturas de rádio frequência: Compensation techniques for electrical measurements of devices and radio frequency structures. 2018. 1 recurso online ( p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633705. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1010106Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-05T22:16:21Zoai::1010106Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-05-05T22:16:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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