- RF 信號路徑上常見問題的六大秘訣詳解

自動化測試系統(tǒng)可以執(zhí)行三項基本的任務(wù)：提供信號源、進行量測、以及進行切換，至于該使用哪一種信號產(chǎn)生器、功率錶、頻譜分析儀、網(wǎng)路分析儀、切換矩陣（switch matrix）和纜線，則取決于DUT 的電性和機構(gòu)屬性。在RF 和微波的頻率，有一些基本的特性需要特別留意。

2.1 電性參數(shù)

DUT 的基本性質(zhì)是主要的考量：它是被動和線性的，或是主動和非線性的？被動的線性元件較容易處理，因為它們在整個工作頻寬范圍內(nèi)所有允許的輸入功率位準下，增益和相位偏移量一般都是固定的。相反地，主動元件就需要格外謹慎，因為它們通常具有非線性的工作區(qū)域，對輸入功率相當敏感，可能會在不同的位準產(chǎn)生不同的結(jié)果。如此一來，可能就需要在測試系統(tǒng)中加入放大器或衰減器，以精確地控制功率位準，而且也許還要加入耦合器，將輸入到DUT 的功率位準分一些出來并確認是否正確。這些額外加入的東西千萬不能輕忽：在高頻下，每一個系統(tǒng)組成要件都具有復(fù)數(shù)的阻抗值（伴隨有S參數(shù)），而且每多一項連接就有可能與DUT 產(chǎn)生不必要的相互影響。

避免不匹配：任何連接線的阻抗不匹配都可能造成注入損耗（insertion loss），而損耗掉信號源或量測信號的一些功率。眾所周知，在高頻下功率是很昂貴的，而且如果必須在很廣的頻率范圍提供所需功率的話，還會變得更加昂貴。秘訣：使用精確度高的纜線和配件，且要使用向量式網(wǎng)路分析儀（VNA）充分量測纜線和配件的實際阻抗，特別是如果DUT 是主動元件的話。

2.2 將VSWR 降到最低

切換矩陣加上其接頭、內(nèi)部和外部纜線、甚至是任何RF 纜線的彎曲半徑等組合，可能因DUT 的電壓駐波而產(chǎn)生誤差。秘訣：若要將這項誤差減到最小，可以使用電壓駐波比（VSWR）規(guī)格為1：2：1 或更佳的切換矩陣。

2.3 增加隔離度

如果您的測試需要同時量測高位準和低位準的信號，則切換矩陣的隔離度規(guī)格將會影響量測的正確性。秘訣：如果通過DUT 的路徑有很多條，可以使用信號產(chǎn)生器和頻譜分析儀，盡可能地量測出隔離度的特性。如果無法做到這一點，則系統(tǒng)在配置和設(shè)定時，應(yīng)該將高位準和低位準的信號繞接到不相鄰的路徑上，或繞經(jīng)不同的切換器。

2.4 機構(gòu)屬性

另外一組需要考量的細節(jié)是信號和電源（交流電或直流電）接頭的數(shù)量和類型，這會影響所需的切換矩陣大小，以及系統(tǒng)接線的復(fù)雜度等因素。秘訣：使用埠數(shù)足夠的切換矩陣，一次就可以接好系統(tǒng)到DUT 的所有連接，這樣一來，就可以將等待信號穩(wěn)定所需的延遲時間縮到最短，并且將功率位準突然改變而損壞切換矩陣或DUT 的機率降到最低。

3 秘訣三：瞭解、量測及修正RF 信號路徑的特性

沒有經(jīng)過額外的修正，產(chǎn)品的規(guī)格最多只能延伸到位于儀器輸入和輸出接頭上的“校準”（calibration plane）而已。若要得到準確又穩(wěn)定一致的量測結(jié)果，以及修正過的DUT 結(jié)果，我們建議將校準面往外推，盡可能地靠近DUT。不論路徑是被動或主動的，DUT 是位在本端或遠端，都有幾種方法可以做到。

3.1 被動路徑的處理方式

元件在整個頻寬范圍內(nèi)所有允許的輸入功率位準下，都有固定的增益和相位偏移量。然而，沿著被動路徑所接出去的每一條接線上可能會有阻抗不匹配的情形，因而造成注入損耗和相位偏移（或延遲）。在高頻下，連簡單的被動元素也會變成復(fù)雜的傳輸線元素，無法直接將路徑上的損耗和相位偏移用簡單的代數(shù)法相加得出。秘訣：使用VNA 來量測整個相連的路徑或分析每一項元素的S 參數(shù)特性，并使用向量學(xué)來模擬整個路徑的總損耗和相位偏移量。這些數(shù)值可以儲存在系統(tǒng)的PC 中，并且視需要予以套用，以修正量測結(jié)果，或者供網(wǎng)路分析儀使用，例如用來即時地調(diào)整濾波器和其他變動的DUT。

3.2 修正主動的路徑

主動元件的效能會隨著輸入功率的改變而不同，若要提高量測的準確度，其做法會取決于元件是在其線性或非線性的響應(yīng)區(qū)內(nèi)工作。如果一個主動元件（如放大器）在校準和量測作業(yè)期間，是在遠低于其1 dB 壓縮點的線性區(qū)內(nèi)工作，則可以在該區(qū)內(nèi)的任何功率位準下進行準確的修正。