DUT 的距離－近或遠(yuǎn)

　　不論DUT 是固定在測試系統(tǒng)的夾具上，或是位在幾碼外的測試室中，要進(jìn)行準(zhǔn)確的修正有時(shí)相當(dāng)困難。固定在夾具上的量測極具挑戰(zhàn)性，因?yàn)槁窂酵ǔ◤耐S纜線轉(zhuǎn)換到微帶線式（microstripbased）的短路、開路和負(fù)載上。秘訣：如果無法使用高品質(zhì)的微帶線組件的話，就需要使用網(wǎng)路分析儀來量測夾具、模擬阻抗、以及將那些效應(yīng)從量測結(jié)果中消除。當(dāng)DUT 位在遠(yuǎn)端時(shí)，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(yīng)量測儀器和DUT之間的整個(gè)路徑，或是量測路徑上每一個(gè)相關(guān)的元素，并使用向量學(xué)將其復(fù)數(shù)響應(yīng)值合起來，以分析出路徑衰減的程度。  秘訣四：別輕忽了所有與儀器相連的東西

　　設(shè)備制造商在訂定每一部儀器的效能規(guī)格時(shí)，最多只會提供到面板上供應(yīng)信號和量測信號用之接頭的規(guī)格而已。從接頭開始，所有出現(xiàn)在儀器和DUT 之間的東西都可能會影響儀器的效能和量測的穩(wěn)定一致性。在RF 和微波的頻率及功率位準(zhǔn)下，通常有三大罪魁禍?zhǔn)祝豪|線、切換器和信號整波器（signal conditioner）。

　　選擇正確的纜線類型

　　訂定測試系統(tǒng)的規(guī)格時(shí)，需決定要使用哪一種纜線來連接各個(gè)裝置，而且您可能還可以指定切換矩陣中所要使用的類型。一般的原則是，穩(wěn)定的纜線具有較低的注入損耗和較佳的VSWR，因此量測的穩(wěn)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。

　　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(wěn)定。高品質(zhì)的半硬式纜線在生產(chǎn)制造的過程中，可透過施以符合MIL 標(biāo)準(zhǔn)的溫度循環(huán)刺激（temperature cycling）法，達(dá)到更高的穩(wěn)定度。在成形步驟后使用溫度循環(huán)刺激法，可以消除內(nèi)部的壓力，避免已成形的纜線日后變形。這些纜線中使用之介電質(zhì)的品質(zhì)也會影響其量測的效能。Solid Teflon是最常用的，但會造成注入損耗。Expanded Teflon是目前最佳的替代品，可提供較低的注入損耗和較寬的頻率范圍。這種對細(xì)節(jié)的注重全都會反映在這些纜線的成本上，相較于軟性或彈性的纜線，其價(jià)格高出許多。

　　軟性纜線

　　這種纜線的穩(wěn)定度比半硬式纜線差，因?yàn)樗鼈兒苋菀姿苄魏椭匦滤苄?，這樣的彈性會影響量測的穩(wěn)定和長期的可靠度。

　　彈性纜線

　　有時(shí)又稱為“ 測試儀器等級的纜線”，通?？梢蕴峁┝己玫南辔环€(wěn)定度和低注入損耗，但相對地價(jià)格也不低。這種纜線的維護(hù)需求較高，使用時(shí)需要額外地小心，不然嚴(yán)重的變形可能會改變其電性特性，造成量測結(jié)果不準(zhǔn)確。

　　避免切換相關(guān)的問題

　　切換對整體系統(tǒng)功能的運(yùn)作相當(dāng)重要，可以將儀器和DUT 之間的信號與電源供應(yīng)連接作業(yè)自動(dòng)化。由于大部分作為信號源以及需要量測的信號都會經(jīng)過切換矩陣，因此其規(guī)格若有任何缺失，可能會影響量測的效能、速度和穩(wěn)定。在高頻下，有三項(xiàng)規(guī)格特別重要：隔離度、VSWR 和注入損耗。

　　• 擴(kuò)大隔離

　　存在一個(gè)或多個(gè)高功率的信號時(shí)，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(dāng)高功率和低功率的信號同時(shí)繞經(jīng)一個(gè)切換矩陣時(shí)，最可能發(fā)生這種狀況。） 秘訣：選擇隔離度規(guī)格為90 dB 或更佳的切換器，這樣一來就可以減少?zèng)?，可能也比較不需要將信號繞經(jīng)不同的切換組件了。

　　• 降低VSWR

　　高VSWR 可能造成相位誤差，因而影響向量和調(diào)變量測 的準(zhǔn)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(guān)，而個(gè)別切換器的VSWR 會取決于它的機(jī)構(gòu)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(jìn)一步將VSWR 降到最低。如果因?yàn)楦哳l寬的需求或機(jī)構(gòu)上的要求而無法使用短的纜線，那么最好的替代方法就是透過損耗墊或損耗性纜線，將注入損耗加入傳輸線中，如此一來，就可以在想要的頻率范圍，減小VSWR 引起之漣波的振幅，不過，代價(jià)是整體的注入損耗較高。

　　• 控制注入損耗

　　在較高的頻率，注入損耗容易變成一個(gè)問題，其規(guī)格通常是以表格或方程式的形式，相對于頻率來訂定的。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(wěn)定”或“注入損耗的穩(wěn)定度”這類的規(guī)格，這種規(guī)格的有效性可以持續(xù)到產(chǎn)品預(yù)計(jì)的使用壽命到期時(shí)。瞭解這種最糟情況下的損耗值可以協(xié)助控管誤差量。

　　評估信號整波器

　　如秘訣三所述，DUT、其測試要求及其所在的位置會決定是否要將被動(dòng)或主動(dòng)式信號整波器加入信號路徑中。整波器可以是獨(dú)立運(yùn)作的裝置或是內(nèi)建在切換矩陣中，放大器、衰減器和轉(zhuǎn)頻器是最常用的信號整波元件。

　　放大器

　　如果需要進(jìn)行精確的振幅量測，或是如果信號是透過很長的纜線來傳送，那么可能就需要提供額外的信號增益。有幾項(xiàng)重要的規(guī)格可以協(xié)助確定所要使用的放大器是否合適。

　　• 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。

　　• 交互調(diào)變

　　量測DUT 頻寬以外的交互調(diào)變失真或旁生發(fā)射噪音時(shí)，放大器的頻寬相當(dāng)重要。秘訣：要慎防動(dòng)態(tài)范圍不佳或有很低的1 dB 壓縮點(diǎn)的放大器，因?yàn)槿舸嬖诤軓?qiáng)的基頻信號時(shí)，這種放大器會造成足以影響諧波量測結(jié)果的交互調(diào)變失真。

　　• 雜波（spur）

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

　　衰減器

　　機(jī)電式（electromechanical）和電子式的設(shè)計(jì)在管理信號位準(zhǔn)上，可提供不同程度的彈性和精確度。機(jī)電式衰減器採用分離式切換器，一般的步進(jìn)解析度為1 或10 dB。電子式衰減器可提供幾乎連續(xù)的設(shè)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(chǎn)生足以發(fā)生“視頻洩漏”的尖峰波（spike），而影響量測的結(jié)果。秘訣：視需要串接機(jī)電式和電子式衰減器，以提供較佳的衰減控制。秘訣：需留意衰減器接頭上使用的電鍍材料，舉例來說，鎳在高功率位準(zhǔn)下會變成非線性，且會造成交互調(diào)變失真，因此要選擇較高品質(zhì)的接頭，如金制的。

　　轉(zhuǎn)頻器

　　當(dāng)DUT 與測試系統(tǒng)相隔較遠(yuǎn)時(shí)，可以使用降頻器將信號轉(zhuǎn)移到較低的頻率范圍，藉此減少纜線過長所造成的注入損耗。秘訣：在測試系統(tǒng)端，可以使用升頻器，將信號恢復(fù)到原本的頻率，不過，可能也需要加入濾波的功能，以便將轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的多余頻率成份濾除。

　　秘訣：執(zhí)行向量或調(diào)變量測時(shí)，若使用了多組信號、多條路徑或多次轉(zhuǎn)換，就必須使用某種形式的鎖相機(jī)制，以確保準(zhǔn)確的結(jié)果。做法是：將儀器和轉(zhuǎn)頻器連接到共通的頻率參考點(diǎn)，然后量測每一組信號相對于參考信號的相位。

　　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(shù)時(shí)，除了電性效能外，再進(jìn)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(hù)（fail-safe）功能等因素，將可協(xié)助您做出正確的選擇。

　　機(jī)電式vs. 電子式

　　機(jī)電式切換器包含眾多會移動(dòng)的機(jī)構(gòu)零件和實(shí)體接點(diǎn)，因此容易有品質(zhì)惡化速度相對較快的問題，會降低其穩(wěn)定和縮短有限的壽命。相反地，電子式切換器沒有會移動(dòng)的機(jī)構(gòu)零件，因此具有較長的使用壽命和更高的穩(wěn)定。實(shí)務(wù)上，應(yīng)該選擇哪一種比較好？部分因素會取決于系統(tǒng)實(shí)際需要的切換開關(guān)次數(shù)：要考量每次測試的閉合次數(shù)、每天的測試次數(shù)、以及系統(tǒng)預(yù)期的使用壽命等因素。

　　另一個(gè)實(shí)際的考量是所繞接之信號的功率位準(zhǔn)。切換高功率的信號會損壞大部分的切換器、降低穩(wěn)定和縮短使用壽命。秘訣：若要防止機(jī)電式或電子式切換器的壽命提早結(jié)束，可以設(shè)定系統(tǒng)的儀器在打開或關(guān)閉矩陣中的任何切換器之前，先降低信號的位準(zhǔn)。

　　自鎖式（latching）vs. 非自鎖式（non-latching）

　　機(jī)電式切換器內(nèi)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(gè)100-200 msec 的直流電源脈沖來打開或關(guān)閉繼電器。為了將電源需求減到最低，有些開發(fā)人員會設(shè)定系統(tǒng)依序或以一次一小批的方式，打開這些切換器（雖然這樣做會延長總切換時(shí)間）。而非自鎖式切換器需要固定的電源，通常為200 mA 時(shí)24V，才能保持接觸連通的狀態(tài)。在一個(gè)大型的切換矩陣中，非自鎖式切換器可能會在系統(tǒng)機(jī)架內(nèi)產(chǎn)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(shí)際的溫度上升情形，并且要有心理準(zhǔn)備：系統(tǒng)機(jī)架中可能要另外加入冷卻裝置。

　　秘訣：瞭解這兩種切換器在電源中斷或緊急斷電后的作為是非常重要的。若要達(dá)到最高的安全性，可選擇當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，會回復(fù)到已知狀態(tài)或設(shè)定的切換矩陣。非自鎖式切換器通常是失效/ 故障安全防護(hù)的優(yōu)先選擇，因?yàn)楫?dāng)電源中斷時(shí)，它們會打開，而且直到測試程式供電之前都不會閉合。不過，自鎖式切換器如果包含在電源中斷時(shí)，會將自己鎖入安全模式的硬體和韌體的話，也可以具有失效或故障時(shí)的安全防護(hù)能力。

　　進(jìn)階的功能：內(nèi)建信號整波器

　　在系統(tǒng)中使用切換矩陣的好處之一是，可以由制造商將信號整波功能內(nèi)建到矩陣中。舉例來說，安捷倫的客制化切換矩陣可以配置多種的元件：放大器和衰減器；濾波器和隔離器；以及轉(zhuǎn)相和轉(zhuǎn)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(jī)式解決方案。

　　秘訣六：加快量測設(shè)定與執(zhí)行的速度

　　是以“每單位時(shí)間內(nèi)所測試的DUT 數(shù)量”、“每單位時(shí)間內(nèi)所執(zhí)行的測試次數(shù)”、或其它以時(shí)間為基礎(chǔ)的衡量指標(biāo)來評估系統(tǒng)的效能，量測速度皆取決于兩項(xiàng)基本的因素：設(shè)定系統(tǒng)所需的時(shí)間，以及執(zhí)行量測所需的時(shí)間。所有系統(tǒng)的三大組成要素－ 硬件、I/O 和軟件，對這兩項(xiàng)作業(yè)都可能是助力或阻力。

　　微調(diào)個(gè)別的儀器

　　系統(tǒng)中使用的所有可設(shè)定裝置都可能成為限制量測速度的瓶。最新一代的RF/ 微波儀器－信號產(chǎn)生器、功率錶、頻譜分析儀和網(wǎng)路分析儀－具有彈性的功能和能力，可以減少瓶頸的產(chǎn)生和提高系統(tǒng)的效能。

　　信號產(chǎn)生器

　　許多信號產(chǎn)生器都內(nèi)建調(diào)變和任意波形產(chǎn)生能力，有助于減少系統(tǒng)中需要使用的儀器數(shù)目、簡化系統(tǒng)的接線、以及降低軟件的復(fù)雜度。秘訣：儀器的設(shè)定可能會有點(diǎn)復(fù)雜和耗時(shí)，但可藉由預(yù)先產(chǎn)生一些設(shè)定狀態(tài)，將之儲存在記憶體中，然后設(shè)定系統(tǒng)視需要叫出儲存的狀態(tài)，而大幅縮短測試時(shí)間。如果系統(tǒng)需要在測試執(zhí)行中載入任意波形資料，也只要下載最少的點(diǎn)數(shù)，并使用二進(jìn)位格式，而非ASCII
格式。

　　功率錶

　　能夠節(jié)省最多時(shí)間的因素或許來自于某些機(jī)種提供了內(nèi)建的校準(zhǔn)能力，可以將校準(zhǔn)的間隔時(shí)間從數(shù)小時(shí)延長為數(shù)個(gè)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(shù)字功率錶，有些這類的機(jī)種每秒可以產(chǎn)生1000 或更多個(gè)修正過的讀值，并透過平均計(jì)算提高量測的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。

　　頻譜分析儀

　　就任何的頻譜分析儀而言，三項(xiàng)主要的調(diào)整包括：頻距、每次量測的點(diǎn)數(shù)、以及解析頻寬（RBW）。秘訣：使用必要的最少點(diǎn)數(shù)以及可能的最寬RBW 是縮短量測時(shí)間最簡單的方法，盡可能採用會自動(dòng)加快速度的新一代頻譜分析儀，例如進(jìn)行窄頻距量測時(shí)，會切到快速傅立業(yè)轉(zhuǎn)換（FFT）模式。秘訣：若要達(dá)到最大的效果，應(yīng)選擇性地使用自動(dòng)輸入范圍調(diào)整功能。量測振幅改變速度很快的信號時(shí)，自動(dòng)范圍調(diào)整功能可能會頻繁地改變輸入衰減器的設(shè)定，而減慢量測的速度。然而，如果信號位準(zhǔn)很低且相當(dāng)固定，則使用自動(dòng)范圍調(diào)整功能可以改善信噪比（SNR），同時(shí)縮短量測時(shí)間，因?yàn)樗梢允褂幂^寬的頻距和RBW 設(shè)定。

　　網(wǎng)路分析儀

　　VNA 的校準(zhǔn)有時(shí)非常耗時(shí)，特別是需要以手動(dòng)的方式與標(biāo)準(zhǔn)品逐一連接的時(shí)候。秘訣：安捷倫的電子校準(zhǔn)或ECal 模組可將這個(gè)過程自動(dòng)化，只需透過單一連接，即可針對一到四個(gè)埠，提供更快速、更穩(wěn)定一致的校準(zhǔn)結(jié)果。這種方法也可以減少測試埠接頭和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)品的磨損。秘訣：在分析儀內(nèi)部套用修正資料通常會比在外部的系統(tǒng)控制器中進(jìn)行來得快速。大部分的VNA 都可以讓您儲存特定測試的校準(zhǔn)曲線，并且在需要時(shí)重新叫出使用。有一點(diǎn)要提醒的是：這種方法用在一連串較窄的頻距時(shí)，會比用在一個(gè)超寬的量測頻距來得有效。

　　測試系統(tǒng)開發(fā)的未來發(fā)展

　　套測試系統(tǒng)都會面臨一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)，但無論是什么情況，能夠在效能、速度和穩(wěn)定一致性之間做最佳的直接和間接取捨，將可協(xié)助達(dá)到量測正確性的要求。在選擇儀器設(shè)備、I/O 連接介面和軟體等測試系統(tǒng)的組成要件時(shí)，同樣也需要在這些重要的取捨因素間求取最佳的平衡。