RF測量(07-100)

　　?整個(gè)測試系統(tǒng)保持50?線路

　　在RF電路中避免并行連接，多信號(hào)通路不像低頻電路中那樣簡單。保持一個(gè)匹配的電路通路使非連續(xù)性信號(hào)反射最小是關(guān)鍵因素。RF通路是精密機(jī)械，設(shè)計(jì)成開關(guān)保持50?阻抗。

　　為了在RF中實(shí)行并行通路，稱之為分相器或分壓器的器件分離一個(gè)輸入信號(hào)通路為兩個(gè)或多個(gè)輸出通路，每個(gè)通路都具有50?阻抗。這僅僅是RF測試系統(tǒng)所需的分量專用元件。

　　有大量的商業(yè)RF測試儀器出現(xiàn)，包括信號(hào)源、功率計(jì)、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀。

　　功率計(jì)

　　功率是最頻繁測量的RF參量。測量功率最容易的方法是用功率計(jì)。功率計(jì)采用寬帶檢測器并顯示絕對(duì)功率(通常表示為瓦、dBm或dB?V)。在大多數(shù)功率計(jì)中，寬帶檢測器(或傳感器)是一個(gè)肖特基二極管或二極管網(wǎng)絡(luò)，用來執(zhí)行RF-DC變換。

　　功率計(jì)為測量功率提供RF儀器的最好精度。高端功率計(jì)(往往需要一個(gè)外部功率傳感器)可提供0.1dB或更好的測量精度。功率計(jì)可工作到-70dBm(100pW)左右。傳感器范圍從大功率模式到高頻(40GHz)模式，高帶寬模式適合于峰值功率測量。

　　功率計(jì)可以有一個(gè)通道或兩個(gè)通道，但每個(gè)通道需要一個(gè)分離的傳感器。兩個(gè)通道的功率計(jì)可測量器件、電路或系統(tǒng)中的輸入和輸出功率，這對(duì)計(jì)算增益或損耗是有用的。

　　一些功率計(jì)每秒可達(dá)200~1500個(gè)功率讀數(shù)。某些功率計(jì)可以測量信號(hào)的很多類型的峰值功率特性，信號(hào)包括通信和其他應(yīng)用中的調(diào)制信號(hào)和脈沖RF信號(hào)。兩通道功率計(jì)也可以進(jìn)行精確的相對(duì)功率測量。為了便攜，可把功率計(jì)封裝在小機(jī)殼中，適用現(xiàn)場應(yīng)用。

　　功率計(jì)的主要缺點(diǎn)是它的有限振幅測量范圍，這是為了折衷它所覆蓋的頻率范圍。功率計(jì)提供信號(hào)功率的精確測量，但不能給出信號(hào)的頻率分量信息。

　　頻譜和向量分析儀

　　頻譜和向量信號(hào)分析儀用窄帶檢測技術(shù)測量頻域的RF信號(hào)。主要輸出顯示是功率頻譜與頻率的關(guān)系(絕對(duì)值和相對(duì)功率)。

　　頻譜分析儀和向量信號(hào)分析儀缺少功率計(jì)的高精度。然而，它們所采用的窄帶檢測技術(shù)，使這些分析儀可測量低到-150dBm的電平。RF分析儀一般精度為±0.5dB或更好。

　　頻譜和向量信號(hào)分析儀可以測量KHz~40GHz范圍的信號(hào)頻率。然而，分析儀的頻率范圍越寬，成本就越高。最普通的分析儀可測量高達(dá)3GHz頻率。新的通信標(biāo)準(zhǔn)工作在5.8GHz區(qū)域，要求分析儀具有6GHz或更高帶寬。

　　向量信號(hào)分析儀是增加信號(hào)處理能力的頻譜分析儀，它不僅僅能測量信號(hào)幅度，而且能分解信號(hào)為其同相和正交分量。向量信號(hào)分析儀可以分解調(diào)制信號(hào)，如移動(dòng)電話、無線LAN裝置和工作在其他標(biāo)準(zhǔn)的裝置所產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)。向量信號(hào)分析儀可以顯示星座圖和碼域圖以及計(jì)算調(diào)制量測量(如誤差向量幅度)。

　　傳統(tǒng)的頻譜分析儀稱之為掃描調(diào)諧裝置，因?yàn)榭缭筋l率范圍掃描本振，這樣在頻率范圍內(nèi)的各個(gè)頻率，一個(gè)窄帶濾波器可以獲得功率量。向量信號(hào)分析儀也掃描頻譜部分，但捕獲的是數(shù)據(jù)寬頻部分。這使得向量信號(hào)分析儀捕獲頻譜比頻譜分析儀更快。

　　向量信號(hào)分析儀性能的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是測量帶寬。新的寬帶通信標(biāo)準(zhǔn)(如WLAN和WiMax)產(chǎn)生20MHz帶寬信號(hào)。為獲取分析這些信號(hào)，分析儀必須具有足夠?qū)挼膸拋聿东@整個(gè)信號(hào)。假若測量寬帶數(shù)字調(diào)制的信號(hào)，則必須確定分析儀所具有的測量帶寬，對(duì)捕獲信號(hào)是否合適。

　　頻譜分析儀可以檢驗(yàn)發(fā)送器正在產(chǎn)生合適的功率譜。若設(shè)計(jì)工程要求測量失真分量(如諧波或寄生信號(hào))，則需要頻譜或向量信號(hào)分析儀。同樣，如關(guān)心裝置的噪聲功率，則需要RF分析儀。需要頻譜分析儀或向量信號(hào)分析儀進(jìn)行的其他測試包括功率放大器或功率晶體管的互調(diào)失真、3階截取、1dB增益壓縮以及器件的頻率響應(yīng)測試。

　　測試一個(gè)必須處理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的發(fā)送器或放大器，需要向量信號(hào)分析儀來解調(diào)信號(hào)。向量信號(hào)分析儀可以測量一個(gè)器件正在生成的調(diào)制失真量。解調(diào)處理是一個(gè)復(fù)雜的、計(jì)算密集的處理。因此，可以快速執(zhí)行解調(diào)和測量計(jì)算的向量信號(hào)分析儀，可顯著地降低測試時(shí)間，這有助于降低測試成本。