中心議題：

• 提高RF微波測試正確性的六大秘訣

解決方案：

• 排定效能
  、速度與穩定的優先順序
• 審視DUT 的本質和特性
• 瞭解、量測及修正RF 信號路徑的特性
• 重視所有與儀器相連的東西
• 檢查切換器的操作屬性
• 加快量測設定與執行的速度

盡管大部分的RF 和微波測試係統所要量測的對象隻有區區幾種廣泛的類別——放大器、發射器、接收器等
，但每一套個別的係統卻會麵臨一些不同的環境條件
、要求和挑戰。雖然每一種狀況可能都不一樣
，不過當您在定義任何的RF和微波測試係統時，卻有三項共通的因素會相互影響：效能、速度與穩定（repeatability）。在每一位係統開發者麵臨的狀況各有不同的情況下

，能否在這三項因素間做最佳的取捨將關係著量測結果是否能達到要求的正確性（integrity）水準。

在DUT 到量測儀器之間的路徑上（圖1），有許多個點都會出現這些因素的取捨時機，本文建議了一個考量這些取捨因素的架構，並且提供六大秘訣
，教您如何克服RF 信號路徑上常會碰到的問題。

圖1：在所有的測試係統架構下，都有很多的機會可以在效能
、速度與穩定之間求取最佳的平衡，以控管量測的正確性。

1 秘訣一：排定效能、速度與穩定的優先順序

為了讓全部六大秘訣有論述的依據，有必要先釐清我們對效能、速(su)度(du)及(ji)穩(wen)定(ding)的(de)定(ding)義(yi)。在(zai)大(da)部(bu)分(fen)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)

，隻(zhi)有(you)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)或(huo)兩(liang)個(ge)因(yin)素(su)會(hui)成(cheng)為(wei)首(shou)要(yao)的(de)考(kao)量(liang)條(tiao)件(jian)，主(zhu)導(dao)您(nin)的(de)測(ce)試(shi)需(xu)求(qiu)與(yu)設(she)備(bei)的(de)選(xuan)擇(ze)。無(wu)論(lun)如(ru)何(he)，仔(zai)細(xi)地(di)審(shen)視(shi)效(xiao)能(neng)、速度與穩定之間的相互影響與取捨關係（如表1 到表3 的摘要所列）
，將可協助您掌控特有的需求狀況。

1.1 基本的定義
在RF 和微波測試設備中
，安捷倫科技對“效能”的定義主要指的是儀器的準確度
、量測範圍和頻寬。儀器的準確度包括明訂的振幅和頻率量測絕對準確度
；量測範圍指的是動態範圍



、失真、噪音位準和相位噪音
，這些屬性會影響信號位準量測的精確度；而頻寬則是指可以處理和分析的頻率寬度或資料速率。速度測試係統的速度或Throughput 會取決於所使用的硬件、輸入/ 輸出（I/O）介麵和軟件，我們的重點將放在硬件和四項會影響速度的因素上：量測設定時間、量測執行時間、資料處理時間
、以及資料傳輸時間。在RF 和微波的頻率，設定時間中非常重要的一環就是DUT 或測試係統在每次變更（例如切換器的開或閉
、功率位準改變）之後
， 所需的穩定時間（settling time）。

穩(wen)定(ding)一(yi)致(zhi)性(xing)對(dui)任(ren)何(he)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)來(lai)說(shuo)
，每(mei)一(yi)次(ci)的(de)測(ce)試(shi)以(yi)及(ji)每(mei)天(tian)的(de)測(ce)試(shi)都(dou)能(neng)產(chan)生(sheng)一(yi)致(zhi)的(de)結(jie)果(guo)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。然(ran)而(er)，穩(wen)定(ding)佳(jia)並(bing)不(bu)代(dai)表(biao)精(jing)確(que)度(du)也(ye)高(gao)，因(yin)為(wei)精(jing)確(que)度(du)會(hui)取(qu)決(jue)於(yu)個(ge)別(bie)儀(yi)器(qi)的(de)效(xiao)能(neng)，而(er)穩(wen)定(ding)指(zhi)的(de)是(shi)無(wu)論(lun)明(ming)訂(ding)的(de)準(zhun)確(que)度(du)為(wei)何(he)
，所(suo)量(liang)測(ce)到(dao)的(de)結(jie)果(guo)都(dou)是(shi)一(yi)致(zhi)的(de)。就(jiu)每(mei)一(yi)部(bu)儀(yi)器(qi)而(er)言(yan)，穩(wen)定(ding)可(ke)能(neng)會(hui)因(yin)某(mou)些(xie)量(liang)測(ce)或(huo)模(mo)式(shi)而(er)異(yi)，因(yin)此(ci)查(zha)看(kan)產(chan)品(pin)的(de)規(gui)格(ge)或(huo)詢(xun)問(wen)製(zhi)造(zao)商(shang)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)。在(zai)某(mou)些(xie)程(cheng)度(du)內(nei)，透(tou)過(guo)更(geng)多(duo)次(ci)的(de)平(ping)均(jun)，或(huo)修(xiu)改(gai)演(yan)算(suan)法(fa)以(yi)準(zhun)確(que)地(di)逼(bi)近(jin)符(fu)合(he)標(biao)準(zhun)量(liang)測(ce)方(fang)法(fa)所(suo)得(de)到(dao)的(de)結(jie)果(guo)，將(jiang)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)穩(wen)定(ding)。將(jiang)量(liang)測(ce)設(she)定(ding)（如中心頻率、頻距和衰減位準）的改變次數減到最少
，可以達到最佳的穩定一致性。
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1.2 三者的關係概述
DUT 的測試要求和商業上的考量可以協助您評估效能、速(su)度(du)與(yu)穩(wen)定(ding)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)要(yao)性(xing)
，一(yi)旦(dan)您(nin)確(que)立(li)了(le)首(shou)要(yao)的(de)考(kao)量(liang)條(tiao)件(jian)及(ji)其(qi)要(yao)求(qiu)的(de)高(gao)低(di)程(cheng)度(du)後(hou)，就(jiu)比(bi)較(jiao)容(rong)易(yi)理(li)出(chu)彼(bi)此(ci)的(de)關(guan)係(xi)及(ji)其(qi)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)影(ying)響(xiang)。表(biao)1
、表2 和表3 分別就兩種狀況：首要考量條件的要求為高或低，摘要整理了相互間的影響關係。

表1：以效能為首要的考量條件時，最重要的相互影響因素是效能和速度。

表2：以速度為首要的考量條件時，最重要的關係在於速度和穩定。

表3：以穩定一致性為首要的考量條件時

，最重要的關係也是穩定一致性和速度。

1.3 穩定與效能
在表1 和表3 中(zhong)，穩(wen)定(ding)與(yu)效(xiao)能(neng)之(zhi)間(jian)有(you)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)第(di)二(er)層(ceng)關(guan)係(xi)

，這(zhe)是(shi)由(you)量(liang)測(ce)不(bu)確(que)定(ding)度(du)所(suo)串(chuan)起(qi)的(de)一(yi)種(zhong)間(jian)接(jie)關(guan)係(xi)。麵(mian)對(dui)不(bu)確(que)定(ding)度(du)時(shi)
，有(you)些(xie)係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)會(hui)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)“誤差量”（error budget），其大小取決於測試要求與係統不確定度之間的差距。影響不確定度的兩大主要因素是絕對準確度（儀器的效能）和量測一致性（穩定）。如(ru)果(guo)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)儀(yi)器(qi)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)絕(jue)對(dui)準(zhun)確(que)度(du)，那(na)麼(me)誤(wu)差(cha)量(liang)中(zhong)就(jiu)有(you)較(jiao)大(da)的(de)空(kong)間(jian)可(ke)以(yi)容(rong)忍(ren)較(jiao)低(di)的(de)穩(wen)定(ding)。如(ru)果(guo)儀(yi)器(qi)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)一(yi)致(zhi)的(de)結(jie)果(guo)，那(na)麼(me)誤(wu)差(cha)量(liang)中(zhong)也(ye)會(hui)有(you)較(jiao)大(da)的(de)空(kong)間(jian)可(ke)以(yi)容(rong)忍(ren)較(jiao)低(di)的(de)絕(jue)對(dui)準(zhun)確(que)度(du)。

1.4 多項要求皆“高”
若要滿足“高速與高穩定”或“高效能與高速”這(zhe)類(lei)多(duo)重(zhong)的(de)要(yao)求(qiu)
，可(ke)能(neng)就(jiu)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)複(fu)雜(za)精(jing)密(mi)的(de)儀(yi)器(qi)，其(qi)價(jia)格(ge)相(xiang)較(jiao)於(yu)能(neng)力(li)較(jiao)差(cha)的(de)設(she)備(bei)自(zi)然(ran)會(hui)稍(shao)微(wei)高(gao)一(yi)些(xie)。不(bu)過(guo)，許(xu)多(duo)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)儀(yi)器(qi)中(zhong)可(ke)能(neng)會(hui)內(nei)建(jian)硬(ying)件(jian)加(jia)速(su)器(qi)，可(ke)以(yi)加(jia)快(kuai)一(yi)些(xie)耗(hao)時(shi)的(de)作(zuo)業(ye)，如(ru)平(ping)均(jun)計(ji)算(suan)和(he)校(xiao)準(zhun)。有(you)些(xie)機(ji)種(zhong)也(ye)可(ke)能(neng)包(bao)含(han)多(duo)種(zhong)演(yan)算(suan)法(fa)，可(ke)以(yi)計(ji)算(suan)諸(zhu)如(ru)相(xiang)鄰(lin)頻(pin)道(dao)功(gong)率(lv)（ACP）等參數。如果全部三項要求皆“高”，就必須仔細檢查係統的每一個部份－測試設備、切換子係統、纜線、接頭等。最佳的解決方案很可能價格也不低，但可以提供一些額外的功能和優點。

2 秘訣二：審視DUT 的本質和特性

自動化測試係統可以執行三項基本的任務：提供信號源
、進行量測、以及進行切換
，至於該使用哪一種信號產生器
、功率錶、頻譜分析儀
、網路分析儀、切換矩陣（switch matrix）和纜線
，則取決於DUT 的電性和機構屬性。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
DUT 的基本性質是主要的考量：它(ta)是(shi)被(bei)動(dong)和(he)線(xian)性(xing)的(de)，或(huo)是(shi)主(zhu)動(dong)和(he)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)？被(bei)動(dong)的(de)線(xian)性(xing)元(yuan)件(jian)較(jiao)容(rong)易(yi)處(chu)理(li)
，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)在(zai)整(zheng)個(ge)工(gong)作(zuo)頻(pin)寬(kuan)範(fan)圍(wei)內(nei)所(suo)有(you)允(yun)許(xu)的(de)輸(shu)入(ru)功(gong)率(lv)位(wei)準(zhun)下(xia)，增(zeng)益(yi)和(he)相(xiang)位(wei)偏(pian)移(yi)量(liang)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)固(gu)定(ding)的(de)。相(xiang)反(fan)地(di)，主(zhu)動(dong)元(yuan)件(jian)就(jiu)需(xu)要(yao)格(ge)外(wai)謹(jin)慎(shen)
，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)通(tong)常(chang)具(ju)有(you)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)工(gong)作(zuo)區(qu)域(yu)，對(dui)輸(shu)入(ru)功(gong)率(lv)相(xiang)當(dang)敏(min)感(gan)
，可(ke)能(neng)會(hui)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)位(wei)準(zhun)產(chan)生(sheng)不(bu)同(tong)的(de)結(jie)果(guo)。如(ru)此(ci)一(yi)來(lai)
，可(ke)能(neng)就(jiu)需(xu)要(yao)在(zai)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)加(jia)入(ru)放(fang)大(da)器(qi)或(huo)衰(shuai)減(jian)器(qi)
，以(yi)精(jing)確(que)地(di)控(kong)製(zhi)功(gong)率(lv)位(wei)準(zhun)，而(er)且(qie)也(ye)許(xu)還(hai)要(yao)加(jia)入(ru)耦(ou)合(he)器(qi)，將(jiang)輸(shu)入(ru)到(dao)DUT 的功率位準分一些出來並確認是否正確。這些額外加入的東西千萬不能輕忽：在高頻下
，每一個係統組成要件都具有複數的阻抗值（伴隨有S參數），而且每多一項連接就有可能與DUT 產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er損sun耗hao掉diao信xin號hao源yuan或huo量liang測ce信xin號hao的de一yi些xie功gong率lv。眾zhong所suo周zhou知zhi，在zai高gao頻pin下xia功gong率lv是shi很hen昂ang貴gui的de，而er且qie如ru果guo必bi須xu在zai很hen廣guang的de頻pin率lv範fan圍wei提ti供gong所suo需xu功gong率lv的de話hua，還hai會hui變bian得de更geng加jia昂ang貴gui。秘mi訣jue：使用精確度高的纜線和配件，且要使用向量式網路分析儀（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格將會影響量測的正確性。秘訣：如果通過DUT 的de路lu徑jing有you很hen多duo條tiao，可ke以yi使shi用yong信xin號hao產chan生sheng器qi和he頻pin譜pu分fen析xi儀yi，盡jin可ke能neng地di量liang測ce出chu隔ge離li度du的de特te性xing。如ru果guo無wu法fa做zuo到dao這zhe一yi點dian，則ze係xi統tong在zai配pei置zhi和he設she定ding時shi
，應ying該gai將jiang高gao位wei準zhun和he低di位wei準zhun的de信xin號hao繞rao接jie到dao不bu相xiang鄰lin的de路lu徑jing上shang
，或huo繞rao經jing不bu同tong的de切qie換huan器qi。

2.4 機構屬性
另外一組需要考量的細節是信號和電源（交流電或直流電）接頭的數量和類型
，這會影響所需的切換矩陣大小，以及係統接線的複雜度等因素。秘訣：使用埠數足夠的切換矩陣，一次就可以接好係統到DUT 的所有連接，這樣一來，就可以將等待信號穩定所需的延遲時間縮到最短

，並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。
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3 秘訣三：瞭解、量測及修正RF 信號路徑的特性

沒有經過額外的修正
，產品的規格最多隻能延伸到位於儀器輸入和輸出接頭上的“校準”（calibration plane）而已。若要得到準確又穩定一致的量測結果，以及修正過的DUT 結果，我們建議將校準麵往外推
，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yuan件jian在zai整zheng個ge頻pin寬kuan範fan圍wei內nei所suo有you允yun許xu的de輸shu入ru功gong率lv位wei準zhun下xia，都dou有you固gu定ding的de增zeng益yi和he相xiang位wei偏pian移yi量liang。然ran而er，沿yan著zhe被bei動dong路lu徑jing所suo接jie出chu去qu的de每mei一yi條tiao接jie線xian上shang可ke能neng會hui有you阻zu抗kang不bu匹pi配pei的de情qing形xing，因yin而er造zao成cheng注zhu入ru損sun耗hao和he相xiang位wei偏pian移yi（或延遲）。在高頻下
，連簡單的被動元素也會變成複雜的傳輸線元素，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 參數特性，並使用向量學來模擬整個路徑的總損耗和相位偏移量。這些數值可以儲存在係統的PC 中，並且視需要予以套用，以修正量測結果，或者供網路分析儀使用，例如用來即時地調整濾波器和其他變動的DUT。

3.2 修正主動的路徑
主(zhu)動(dong)元(yuan)件(jian)的(de)效(xiao)能(neng)會(hui)隨(sui)著(zhe)輸(shu)入(ru)功(gong)率(lv)的(de)改(gai)變(bian)而(er)不(bu)同(tong)
，若(ruo)要(yao)提(ti)高(gao)量(liang)測(ce)的(de)準(zhun)確(que)度(du)
，其(qi)做(zuo)法(fa)會(hui)取(qu)決(jue)於(yu)元(yuan)件(jian)是(shi)在(zai)其(qi)線(xian)性(xing)或(huo)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)響(xiang)應(ying)區(qu)內(nei)工(gong)作(zuo)。如(ru)果(guo)一(yi)個(ge)主(zhu)動(dong)元(yuan)件(jian)（如放大器）在校準和量測作業期間
，是在遠低於其1 dB 壓縮點的線性區內工作，則可以在該區內的任何功率位準下進行準確的修正。

秘訣：如(ru)果(guo)主(zhu)動(dong)元(yuan)件(jian)是(shi)在(zai)其(qi)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)響(xiang)應(ying)區(qu)內(nei)工(gong)作(zuo)，則(ze)校(xiao)準(zhun)時(shi)也(ye)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)量(liang)測(ce)用(yong)的(de)功(gong)率(lv)位(wei)準(zhun)
，以(yi)確(que)保(bao)能(neng)夠(gou)做(zuo)準(zhun)確(que)的(de)修(xiu)正(zheng)。如(ru)果(guo)需(xu)要(yao)在(zai)非(fei)線(xian)性(xing)模(mo)式(shi)下(xia)，於(yu)多(duo)個(ge)功(gong)率(lv)位(wei)準(zhun)進(jin)行(xing)量(liang)測(ce)，那(na)麼(me)也(ye)必(bi)須(xu)在(zai)每(mei)一(yi)個(ge)位(wei)準(zhun)下(xia)分(fen)別(bie)進(jin)行(xing)校(xiao)準(zhun)，並(bing)儲(chu)存(cun)起(qi)來(lai)供(gong)日(ri)後(hou)使(shi)用(yong)。

秘訣：在DUT 的頻率範圍內，檢查主動元件的頻率響應。同樣地，您應該在特定的功率位準下量測整個路徑
，或是分析每一個介麵的S 參數特性
，並使用向量學
，產生一個可以在事後套用或即時套用的模型。
秘訣：為了簡化量測和修正RF 信(xin)號(hao)路(lu)徑(jing)特(te)性(xing)的(de)作(zuo)業(ye)，有(you)些(xie)係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)會(hui)盡(jin)可(ke)能(neng)少(shao)用(yong)主(zhu)動(dong)元(yuan)件(jian)，這(zhe)樣(yang)做(zuo)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)校(xiao)準(zhun)的(de)工(gong)夫(fu)
，以(yi)及(ji)在(zai)非(fei)線(xian)性(xing)模(mo)式(shi)工(gong)作(zuo)時(shi)，因(yin)功(gong)率(lv)位(wei)準(zhun)改(gai)變(bian)而(er)造(zao)成(cheng)誤(wu)差(cha)的(de)機(ji)會(hui)。

3.3 DUT 的距離——近或遠
不論DUT 是shi固gu定ding在zai測ce試shi係xi統tong的de夾jia具ju上shang，或huo是shi位wei在zai幾ji碼ma外wai的de測ce試shi室shi中zhong

，要yao進jin行xing準zhun確que的de修xiu正zheng有you時shi相xiang當dang困kun難nan。固gu定ding在zai夾jia具ju上shang的de量liang測ce極ji具ju挑tiao戰zhan性xing，因yin為wei路lu徑jing通tong常chang會hui包bao括kuo從cong同tong軸zhou纜lan線xian轉zhuan換huan到dao微wei帶dai線xian式shi（microstripbased）的短路
、開路和負載上。秘訣：如果無法使用高品質的微帶線組件的話，就需要使用網路分析儀來量測夾具

、模擬阻抗、以及將那些效應從量測結果中消除。當DUT 位在遠端時，主要的問題出在纜線距離長所造成的路徑衰減，以及因溫度變化和纜線彎曲所造成的路徑差異。秘訣：若可能的話，應量測儀器和DUT之間的整個路徑，或是量測路徑上每一個相關的元素
，並使用向量學將其複數響應值合起來，以分析出路徑衰減的程度。

4 秘訣四：別輕忽了所有與儀器相連的東西

設she備bei製zhi造zao商shang在zai訂ding定ding每mei一yi部bu儀yi器qi的de效xiao能neng規gui格ge時shi，最zui多duo隻zhi會hui提ti供gong到dao麵mian板ban上shang供gong應ying信xin號hao和he量liang測ce信xin號hao用yong之zhi接jie頭tou的de規gui格ge而er已yi。從cong接jie頭tou開kai始shi，所suo有you出chu現xian在zai儀yi器qi和heDUT 之間的東西都可能會影響儀器的效能和量測的穩定一致性。在RF 和微波的頻率及功率位準下，通常有三大罪魁禍首：纜線
、切換器和信號整波器（signal conditioner）。

4.1 選擇正確的纜線類型
dingdingceshixitongdeguigeshi，xujuedingyaoshiyongnayizhonglanxianlailianjiegegezhuangzhi，erqieninkenenghaikeyizhidingqiehuanjuzhenzhongsuoyaoshiyongdeleixing。yibandeyuanzeshi，wendingdelanxianjuyoujiaodidezhurusunhaohejiaojiadeVSWR
，因此量測的穩定一致性較高。在高頻下，最常使用的三種纜線類型為：半硬式（ s e m i -rigid）、軟性（conformable）和彈性（flexible）的纜線。

4.1.1 半硬式纜線
顧名思義
，這種纜線不會輕易地改變形狀
，可確保極佳的效能和穩定。高品質的半硬式纜線在生產製造的過程中
，可透過施以符合MIL 標準的溫度循環刺激（temperature cycling）法fa，達da到dao更geng高gao的de穩wen定ding度du。在zai成cheng形xing步bu驟zhou後hou使shi用yong溫wen度du循xun環huan刺ci激ji法fa
，可ke以yi消xiao除chu內nei部bu的de壓ya力li，避bi免mian已yi成cheng形xing的de纜lan線xian日ri後hou變bian形xing。這zhe些xie纜lan線xian中zhong使shi用yong之zhi介jie電dian質zhi的de品pin質zhi也ye會hui影ying響xiang其qi量liang測ce的de效xiao能neng。Solid Teflon是最常用的，但會造成注入損耗。Expanded Teflon是(shi)目(mu)前(qian)最(zui)佳(jia)的(de)替(ti)代(dai)品(pin)，可(ke)提(ti)供(gong)較(jiao)低(di)的(de)注(zhu)入(ru)損(sun)耗(hao)和(he)較(jiao)寬(kuan)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)。這(zhe)種(zhong)對(dui)細(xi)節(jie)的(de)注(zhu)重(zhong)全(quan)都(dou)會(hui)反(fan)映(ying)在(zai)這(zhe)些(xie)纜(lan)線(xian)的(de)成(cheng)本(ben)上(shang)，相(xiang)較(jiao)於(yu)軟(ruan)性(xing)或(huo)彈(dan)性(xing)的(de)纜(lan)線(xian)，其(qi)價(jia)格(ge)高(gao)出(chu)許(xu)多(duo)。

4.1.2 軟性纜線
這種纜線的穩定度比半硬式纜線差，因為它們很容易塑形和重新塑形，這樣的彈性會影響量測的穩定和長期的可靠度。

4.1.3 彈性纜線
有時又稱為“ 測試儀器等級的纜線”，tongchangkeyitigonglianghaodexiangweiwendingduhedizhurusunhao，danxiangduidijiageyebudi。zhezhonglanxiandeweihuxuqiujiaogao，shiyongshixuyaoewaidixiaoxin
，buranyanzhongdebianxingkenenghuigaibianqidianxingtexing，zaochengliangcejieguobuzhunque。

4.2 避免切換相關的問題
切換對整體係統功能的運作相當重要，可以將儀器和DUT 之zhi間jian的de信xin號hao與yu電dian源yuan供gong應ying連lian接jie作zuo業ye自zi動dong化hua。由you於yu大da部bu分fen作zuo為wei信xin號hao源yuan以yi及ji需xu要yao量liang測ce的de信xin號hao都dou會hui經jing過guo切qie換huan矩ju陣zhen，因yin此ci其qi規gui格ge若ruo有you任ren何he缺que失shi，可ke能neng會hui影ying響xiang量liang測ce的de效xiao能neng、速度和穩定。在高頻下，有三項規格特別重要：隔離度
、VSWR 和注入損耗。

4.2.1 擴大隔離
存在一個或多個高功率的信號時，信號路徑間的洩漏可能會讓低功率信號的量測變得極為困難。（當高功率和低功率的信號同時繞經一個切換矩陣時，最可能發生這種狀況。）秘訣：選擇隔離度規格為90 dB 或更佳的切換器

，這樣一來就可以減少洩漏，可能也比較不需要將信號繞經不同的切換組件了。

4.2.2 降低VSWR
高VSWR 可能造成相位誤差
，因而影響向量和調變量測 的準確度。切換矩陣的VSWR 與矩陣中使用之同軸切換器的VSWR 直接相關

，而個別切換器的VSWR 會取決於它的機構尺寸和容許度。秘訣：可以使用與所需的頻寬相較算是短的纜線，進一步將VSWR 降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)。如(ru)果(guo)因(yin)為(wei)高(gao)頻(pin)寬(kuan)的(de)需(xu)求(qiu)或(huo)機(ji)構(gou)上(shang)的(de)要(yao)求(qiu)而(er)無(wu)法(fa)使(shi)用(yong)短(duan)的(de)纜(lan)線(xian)
，那(na)麼(me)最(zui)好(hao)的(de)替(ti)代(dai)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)透(tou)過(guo)損(sun)耗(hao)墊(dian)或(huo)損(sun)耗(hao)性(xing)纜(lan)線(xian)，將(jiang)注(zhu)入(ru)損(sun)耗(hao)加(jia)入(ru)傳(chuan)輸(shu)線(xian)中(zhong)，如(ru)此(ci)一(yi)來(lai)，就(jiu)可(ke)以(yi)在(zai)想(xiang)要(yao)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)
，減(jian)小(xiao)VSWR 引起之漣波的振幅
，不過，代價是整體的注入損耗較高。
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4.2.3 控製注入損耗
在較高的頻率
，注入損耗容易變成一個問題
，其規格通常是以表格或方程式的形式
，相對於頻率來訂定的。秘訣：隨著切換器逐漸老化，其注入損耗可能會改變，因此要留意“注入損耗的穩定”或“注入損耗的穩定度”這類的規格，這種規格的有效性可以持續到產品預計的使用壽命到期時。瞭解這種最糟情況下的損耗值可以協助控管誤差量。

4.3 評估信號整波器
如秘訣三所述，DUT、其qi測ce試shi要yao求qiu及ji其qi所suo在zai的de位wei置zhi會hui決jue定ding是shi否fou要yao將jiang被bei動dong或huo主zhu動dong式shi信xin號hao整zheng波bo器qi加jia入ru信xin號hao路lu徑jing中zhong。整zheng波bo器qi可ke以yi是shi獨du立li運yun作zuo的de裝zhuang置zhi或huo是shi內nei建jian在zai切qie換huan矩ju陣zhen中zhong
，放fang大da器qi、衰減器和轉頻器是最常用的信號整波元件。

4.3.1 放大器
如ru果guo需xu要yao進jin行xing精jing確que的de振zhen幅fu量liang測ce，或huo是shi如ru果guo信xin號hao是shi透tou過guo很hen長chang的de纜lan線xian來lai傳chuan送song
，那na麼me可ke能neng就jiu需xu要yao提ti供gong額e外wai的de信xin號hao增zeng益yi。有you幾ji項xiang重zhong要yao的de規gui格ge可ke以yi協xie助zhu確que定ding所suo要yao使shi用yong的de放fang大da器qi是shi否fou合he適shi。

4.3.2 VSWR
放大器最惡名昭彰的問題是VSWR 不佳。秘訣：將衰減器或隔離器（雖然這兩者的頻寬較有限）連接到放大器的輸出，可以減輕VSWR 的問題。

4.3.3 交互調變
量測DUT 頻寬以外的交互調變失真或旁生發射噪音時，放大器的頻寬相當重要。秘訣：要慎防動態範圍不佳或有很低的1 dB 壓縮點的放大器，因為若存在很強的基頻信號時，這種放大器會造成足以影響諧波量測結果的交互調變失真。

4.3.4 雜波（spur）
切換式電源供應器可能會產生與切換頻率（通常為100-200kHz）有關的雜波。秘訣：避免使用含切換式電源供應器的放大器或任何其它的元件。

4.4 衰減器
機電式（electromechanical）和電子式的設計在管理信號位準上，可提供不同程度的彈性和精確度。機電式衰減器採用分離式切換器，一般的步進解析度為1 或10 dB。電子式衰減器可提供幾乎連續的設定，解析度為0.1 或0.25 dB；然而
，採用PIN 二極體型切換器的衰減器可能會產生足以發生“視頻洩漏”的尖峰波（spike）
，而影響量測的結果。秘訣：視需要串接機電式和電子式衰減器
，以提供較佳的衰減控製。秘訣：需(xu)留(liu)意(yi)衰(shuai)減(jian)器(qi)接(jie)頭(tou)上(shang)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)鍍(du)材(cai)料(liao)，舉(ju)例(li)來(lai)說(shuo)
，鎳(nie)在(zai)高(gao)功(gong)率(lv)位(wei)準(zhun)下(xia)會(hui)變(bian)成(cheng)非(fei)線(xian)性(xing)
，且(qie)會(hui)造(zao)成(cheng)交(jiao)互(hu)調(tiao)變(bian)失(shi)真(zhen)

，因(yin)此(ci)要(yao)選(xuan)擇(ze)較(jiao)高(gao)品(pin)質(zhi)的(de)接(jie)頭(tou)，如(ru)金(jin)製(zhi)的(de)。

4.5 轉頻器
當DUT 與測試係統相隔較遠時，可以使用降頻器將信號轉移到較低的頻率範圍

，藉此減少纜線過長所造成的注入損耗。秘訣：在(zai)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)端(duan)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)升(sheng)頻(pin)器(qi)，將(jiang)信(xin)號(hao)恢(hui)復(復)到(dao)原(yuan)本(ben)的(de)頻(pin)率(lv)

，不(bu)過(guo)，可(ke)能(neng)也(ye)需(xu)要(yao)加(jia)入(ru)濾(lv)波(bo)的(de)功(gong)能(neng)，以(yi)便(bian)將(jiang)轉(zhuan)換(huan)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)多(duo)餘(yu)頻(pin)率(lv)成(cheng)份(fen)濾(lv)除(chu)。

秘訣：執行向量或調變量測時
，若使用了多組信號、多條路徑或多次轉換
，就必須使用某種形式的鎖相機製
，以確保準確的結果。做法是：將儀器和轉頻器連接到共通的頻率參考點
，然後量測每一組信號相對於參考信號的相位。

5 秘訣五：檢查切換器的操作屬性

切換矩陣要採用哪一種技術時
，除了電性效能外，再進一步考量操作上的特性
，如使用壽命、電源需求及失效/ 故障安全防護（fail-safe）功能等因素，將可協助您做出正確的選擇。

5.1 機電式vs. 電子式
機(ji)電(dian)式(shi)切(qie)換(huan)器(qi)包(bao)含(han)眾(zhong)多(duo)會(hui)移(yi)動(dong)的(de)機(ji)構(gou)零(ling)件(jian)和(he)實(shi)體(ti)接(jie)點(dian)
，因(yin)此(ci)容(rong)易(yi)有(you)品(pin)質(zhi)惡(e)化(hua)速(su)度(du)相(xiang)對(dui)較(jiao)快(kuai)的(de)問(wen)題(ti)
，會(hui)降(jiang)低(di)其(qi)穩(wen)定(ding)和(he)縮(suo)短(duan)有(you)限(xian)的(de)壽(shou)命(ming)。相(xiang)反(fan)地(di)
，電(dian)子(zi)式(shi)切(qie)換(huan)器(qi)沒(mei)有(you)會(hui)移(yi)動(dong)的(de)機(ji)構(gou)零(ling)件(jian)，因(yin)此(ci)具(ju)有(you)較(jiao)長(chang)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)和(he)更(geng)高(gao)的(de)穩(wen)定(ding)。實(shi)務(wu)上(shang)，應(ying)該(gai)選(xuan)擇(ze)哪(na)一(yi)種(zhong)比(bi)較(jiao)好(hao)
？部(bu)分(fen)因(yin)素(su)會(hui)取(qu)決(jue)於(yu)係(xi)統(tong)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)的(de)切(qie)換(huan)開(kai)關(guan)次(ci)數(shu)：要考量每次測試的閉合次數、每天的測試次數、以及係統預期的使用壽命等因素。

另一個實際的考量是所繞接之信號的功率位準。切換高功率的信號會損壞大部分的切換器、降低穩定和縮短使用壽命。秘訣：若要防止機電式或電子式切換器的壽命提早結束，可以設定係統的儀器在打開或關閉矩陣中的任何切換器之前，先降低信號的位準。

5.2 自鎖式（latching）vs. 非自鎖式（non-latching）
機電式切換器內部會使用自鎖式或非自鎖式繼電器。大部分的自鎖式繼電器會需要一個100-200 msec 的de直zhi流liu電dian源yuan脈mai衝chong來lai打da開kai或huo關guan閉bi繼ji電dian器qi。為wei了le將jiang電dian源yuan需xu求qiu減jian到dao最zui低di，有you些xie開kai發fa人ren員yuan會hui設she定ding係xi統tong依yi序xu或huo以yi一yi次ci一yi小xiao批pi的de方fang式shi


，打da開kai這zhe些xie切qie換huan器qi（雖然這樣做會延長總切換時間）。而非自鎖式切換器需要固定的電源，通常為200 mA 時24V，才能保持接觸連通的狀態。在一個大型的切換矩陣中，非自鎖式切換器可能會在係統機架內產生足以影響量測效能的熱度。秘訣：如果選擇使用非自鎖式切換器
，需檢查實際的溫度上升情形


，並且要有心理準備：係統機架中可能要另外加入冷卻裝置。

秘訣：瞭(liao)解(jie)這(zhe)兩(liang)種(zhong)切(qie)換(huan)器(qi)在(zai)電(dian)源(yuan)中(zhong)斷(duan)或(huo)緊(jin)急(ji)斷(duan)電(dian)後(hou)的(de)作(zuo)為(wei)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。若(ruo)要(yao)達(da)到(dao)最(zui)高(gao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)，可(ke)選(xuan)擇(ze)當(dang)電(dian)源(yuan)恢(hui)復(復)時(shi)，會(hui)回(hui)復(復)到(dao)已(yi)知(zhi)狀(zhuang)態(tai)或(huo)設(she)定(ding)的(de)切(qie)換(huan)矩(ju)陣(zhen)。非(fei)自(zi)鎖(suo)式(shi)切(qie)換(huan)器(qi)通(tong)常(chang)是(shi)失(shi)效(xiao)/ 故(gu)障(zhang)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)的(de)優(you)先(xian)選(xuan)擇(ze)，因(yin)為(wei)當(dang)電(dian)源(yuan)中(zhong)斷(duan)時(shi)，它(ta)們(men)會(hui)打(da)開(kai)，而(er)且(qie)直(zhi)到(dao)測(ce)試(shi)程(cheng)式(shi)供(gong)電(dian)之(zhi)前(qian)都(dou)不(bu)會(hui)閉(bi)合(he)。不(bu)過(guo)，自(zi)鎖(suo)式(shi)切(qie)換(huan)器(qi)如(ru)果(guo)包(bao)含(han)在(zai)電(dian)源(yuan)中(zhong)斷(duan)時(shi)
，會(hui)將(jiang)自(zi)己(ji)鎖(suo)入(ru)安(an)全(quan)模(mo)式(shi)的(de)硬(ying)體(ti)和(he)韌(ren)體(ti)的(de)話(hua)，也(ye)可(ke)以(yi)具(ju)有(you)失(shi)效(xiao)或(huo)故(gu)障(zhang)時(shi)的(de)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)能(neng)力(li)。

5.3 進階的功能：內建信號整波器
在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)使(shi)用(yong)切(qie)換(huan)矩(ju)陣(zhen)的(de)好(hao)處(chu)之(zhi)一(yi)是(shi)，可(ke)以(yi)由(you)製(zhi)造(zao)商(shang)將(jiang)信(xin)號(hao)整(zheng)波(bo)功(gong)能(neng)內(nei)建(jian)到(dao)矩(ju)陣(zhen)中(zhong)。舉(ju)例(li)來(lai)說(shuo)，安(an)捷(jie)倫(lun)的(de)客(ke)製(zhi)化(hua)切(qie)換(huan)矩(ju)陣(zhen)可(ke)以(yi)配(pei)置(zhi)多(duo)種(zhong)的(de)元(yuan)件(jian)：放大器和衰減器；濾波器和隔離器；以及轉相和轉頻元件
，如混波器、倍頻器（doubler）和分頻器（divider）。這些元件都是使用半硬式同軸纜線做固定的連接
，而且不需要再另外接線
，可提供一套小巧
、方便的單機式解決方案。
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6 秘訣六：加快量測設定與執行的速度

是以“每單位時間內所測試的DUT 數量”、“每單位時間內所執行的測試次數”、或其它以時間為基礎的衡量指標來評估係統的效能，量測速度皆取決於兩項基本的因素：設定係統所需的時間
，以及執行量測所需的時間。所有係統的三大組成要素－硬件、I/O 和軟件
，對這兩項作業都可能是助力或阻力。

6.1 微調個別的儀器
係統中使用的所有可設定裝置都可能成為限製量測速度的瓶。最新一代的RF/ 微波儀器－信號產生器
、功率錶、頻譜分析儀和網路分析儀－具有彈性的功能和能力，可以減少瓶頸的產生和提高係統的效能。

6.2 信號產生器
許多信號產生器都內建調變和任意波形產生能力，有助於減少係統中需要使用的儀器數目、簡化係統的接線、以及降低軟件的複雜度。秘訣：儀yi器qi的de設she定ding可ke能neng會hui有you點dian複fu雜za和he耗hao時shi，但dan可ke藉ji由you預yu先xian產chan生sheng一yi些xie設she定ding狀zhuang態tai
，將jiang之zhi儲chu存cun在zai記ji憶yi體ti中zhong，然ran後hou設she定ding係xi統tong視shi需xu要yao叫jiao出chu儲chu存cun的de狀zhuang態tai，而er大da幅fu縮suo短duan測ce試shi時shi間jian。如ru果guo係xi統tong需xu要yao在zai測ce試shi執zhi行xing中zhong載zai入ru任ren意yi波bo形xing資zi料liao，也ye隻zhi要yao下xia載zai最zui少shao的de點dian數shu，並bing使shi用yong二er進jin位wei格ge式shi，而er非feiASCII格式。

6.3 功率錶
能夠節省最多時間的因素或許來自於某些機種提供了內建的校準能力，可以將校準的間隔時間從數小時延長為數個月。秘訣：盡量使用可提供寬廣的視頻頻寬和快速的資料取樣速度的數字功率錶

，有些這類的機種每秒可以產生1000 或更多個修正過的讀值，並透過平均計算提高量測的準確度和穩定性。

6.4 頻譜分析儀
就任何的頻譜分析儀而言，三項主要的調整包括：頻距、每次量測的點數
、以及解析頻寬（RBW）。秘訣：使用必要的最少點數以及可能的最寬RBW 是縮短量測時間最簡單的方法，盡可能採用會自動加快速度的新一代頻譜分析儀
，例如進行窄頻距量測時，會切到快速傅立業轉換（FFT）模式。秘訣：ruoyaodadaozuidadexiaoguo，yingxuanzexingdishiyongzidongshurufanweitiaozhenggongneng。liangcezhenfugaibiansuduhenkuaidexinhaoshi
，zidongfanweitiaozhenggongnengkenenghuipinfandigaibianshurushuaijianqidesheding
，erjianmanliangcedesudu。raner，ruguoxinhaoweizhunhendiqiexiangdangguding，zeshiyongzidongfanweitiaozhenggongnengkeyigaishanxinzaobi（SNR）
，同時縮短量測時間，因為它可以使用較寬的頻距和RBW 設定。

6.5 網路分析儀
VNA 的校準有時非常耗時，特別是需要以手動的方式與標準品逐一連接的時候。秘訣：安捷倫的電子校準或ECal 模組可將這個過程自動化，隻需透過單一連接，即可針對一到四個埠
，提供更快速
、更穩定一致的校準結果。這種方法也可以減少測試埠接頭和校準標準品的磨損。秘訣：在分析儀內部套用修正資料通常會比在外部的係統控製器中進行來得快速。大部分的VNA 都可以讓您儲存特定測試的校準曲線
，並且在需要時重新叫出使用。有一點要提醒的是：這種方法用在一連串較窄的頻距時，會比用在一個超寬的量測頻距來得有效。

7 測試係統開發的未來發展

套測試係統都會麵臨一些獨特的挑戰
，但無論是什麼情況
，能夠在效能
、速度和穩定一致性之間做最佳的直接和間接取捨，將可協助達到量測正確性的要求。在選擇儀器設備
、I/O 連接介麵和軟體等測試係統的組成要件時
，同樣也需要在這些重要的取捨因素間求取最佳的平衡。