中心議題：
- 運用RF測量技巧完整發(fā)揮RF設備性能
解決方案：
- 定期使用扳手與線(xiàn)路量表進(jìn)行調整
- 提高 RF 測量技巧到完整發(fā)揮 RF 設備的效能
新款 RF 儀器均具備絕佳的精確度與測量功能，已大幅超越之前的產(chǎn)品，但若訊號無(wú)法達到一定質(zhì)量，這些儀器亦無(wú)法發(fā)揮其效能；聲音測量實(shí)作與相關(guān)要素，將可讓使用者完全了解自己投資的 RF儀器。
進(jìn)行穩定的 RF 測量作業(yè)
在理想狀態(tài)下，應可輕松進(jìn)行RF測量作業(yè)，但實(shí)際上卻有著(zhù)許多難題；目前既有的 RF 儀器即可滿(mǎn)足主要的 RF 測量作業(yè)，如功率、頻率與噪聲，但“獲得結果”不見(jiàn)得就是“獲得正確的結果”。若能于 RF 測量作業(yè)中建構最佳實(shí)作范例，就能確保獲得穩定、精確，且可重復使用的測量結果。
先了解術(shù)語(yǔ)
諸如“精確度”、“可重復性”、“分辨率”，與“不確定性”的術(shù)語(yǔ)，均往往于 RF 應用中遭混用或誤用，反而降低了測量的正確度。在進(jìn)行 RF 測量作業(yè)之前，必須先了解重要術(shù)語(yǔ)，還有其正確的對應文字。
相較于模擬量表而言，當要于模擬量表上分辨正確讀數時(shí)，儀器的數字顯示方式絕對要簡(jiǎn)單許多。然而，若數字顯示器呈現小數點(diǎn)后 3 位的數值，則使用者亦無(wú)法了解儀器或測量作業(yè)的分辨率與精確性。
即便可顯示數千個(gè) dB 的功率，或到小數單位的 Hertz 頻率，亦不代表該款儀器就能測量數分鐘之內的變化，所顯示的位數應要能超過(guò)儀器的測量功能所及。為了完整了解 RF 儀器的功能，應隨時(shí)參閱規格說(shuō)明或數據，正確的術(shù)語(yǔ)定義，將可減少使用者對測量作業(yè)的疑慮。
接著(zhù)列出常見(jiàn)的數個(gè)關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)：
˙分辨率 (Resolution)──儀器所能確實(shí)偵測的最小變化量 ；
˙可重復性(Repeatability)──在相同條件與結果之下，可重復進(jìn)行的測量次數；
˙不確定性(Uncertainty)──將測得的未知絕對值予以量化 ；
˙精確度(Accuracy)──儀器在已知誤差范圍內所能測得的參數實(shí)際/絕對值。
若能預估錯誤信息來(lái)源，往往就能決定測量作業(yè)的不確定性。除了上面提到的術(shù)語(yǔ)之外，亦可至 National Institute Standards and Technology (NIST) 或其它標準機構，找到相關(guān)規格說(shuō)明文件?？勺粉櫺?(Traceability) 則可確保所有測量?jì)x器均是以常見(jiàn)標準所定義。
而“規格 (Specification) ”則是由測試設備的保證效能，并可由 NIST 追蹤相關(guān)校準認證。“典型、常見(jiàn) (Typical) ”意指已完全測試的效能，但并未納入測量的不確定性。“名目、表列 (Nominal) ”效能為輔助信息，而并非所有儀器都經(jīng)過(guò)此項測量。
精確度為儀器在已知誤差范圍內所能測得的參數實(shí)際/絕對值，亦即所謂的 X plus 或 minus Y。若沒(méi)有某些誤差限制與單位，則測量值“34”并無(wú)任何意義。同樣的，僅有“5”的誤差規格亦無(wú)任何意義；但“5%”的誤差規格亦無(wú)意義。
“5%”可代表“±5%”，亦可為“+3%”或“-2%”；舉例來(lái)說(shuō)，精確度的正確表示方式應為“34 V +/- 1 V”、“34 V +/- 1%”，或“34 V +2/-1 V”。進(jìn)一步了解 RF 測量術(shù)語(yǔ)，則可更熟悉其意義。若要能與別人精確溝通測量作業(yè)，則應先了解相關(guān)結果。
了解自己的受測裝置
受測裝置(Device under test，DUT) 可能大幅影響 RF 測量作業(yè)。舉例來(lái)說(shuō)，溫度就可能影響穩定性與可重復性，許多 RF 裝置與儀器并不會(huì )自行補償溫度變化，因此必須先穩定溫度，才能將測量作業(yè)的漂移錯誤降至最低。還有立即的環(huán)境影響(如是否有空調循環(huán)、是否加蓋與嵌板、處 于室內或室外、是否靠近熱源) 均應納入變量考慮，并應注意暖機次數、DUT 冷卻條件，與外圍環(huán)境，與保持穩定的溫度。
在主動(dòng)式裝置中，多余的功率可能造成裝置發(fā)熱；以高功率的放大器為例，DUT 本身可達穩定的溫度，但后續的組件就不一定，銜接放大器輸出的切換器與衰減器就常有升溫現象。這時(shí)就可能要找出由放大器所產(chǎn)生的不定訊號，如諧波。
電源供應線(xiàn)可能產(chǎn)生環(huán)境噪聲，并直接影響輸出；而當放大器處于壓縮狀態(tài)時(shí)，若測量其線(xiàn)性參數 (增益與相位) 亦將無(wú)法得到相關(guān)結果。因為所有因素均將影響 RF 測量作業(yè)的精確度，在測量裝置之前，先行了解 DUT、作業(yè)方式，與其對 RF 測量參數的影響，才能獲得有意義的結果。
找出不確定性的范圍
若要比對 RF 測試設備的規格與 DUT 的測量需求，亦略顯不足；若 RF 測量作業(yè)的頻率較高，而儀器又較不符合所需規格時(shí)，更加擴大不確定性的范圍。接著(zhù)各個(gè)測量步驟均可能發(fā)生錯誤，進(jìn)而影響整體結果。當進(jìn)行錯誤測量時(shí)，應先 找出測量作業(yè)的可能錯誤，再找出可能影響的 DUT。
使用者應了解儀器的重要操作規格，還有各個(gè)測量步驟所牽連的裝置 (包含 DUT 在內)；而其它相關(guān)規格則應了解配對、功率、頻率響應與噪聲系數。亦應了解所有參數的容錯范圍，并記住如下的參數：
˙RF 切換的可重復性、老化程度，與功率承載；
˙耦合器的方向系數，連接線(xiàn)的相位穩定性，還有轉接器的插入(Insert)損耗與折返損耗 (Return loss)；
˙電路板線(xiàn)路的阻抗質(zhì)量、適配卡插槽，與電路板的傳輸開(kāi)關(guān)情形 ；
˙測量作業(yè)的電磁波干擾(EMI)強度。
并 未正式納入考慮的還有冷卻、諧波、混附訊號(Spur)，與其它非線(xiàn)性動(dòng)作，均可能影響測量作業(yè)?？刹殚喺w設定情形，再找出各個(gè)部分的誤差幅度，以得到 測量不確定性的實(shí)際數據。另應找出錯誤來(lái)源，以了解其對精確度、可重復性與不確定性的影響，如此將可得到更精準的測量結果，并可高效率決定預算與資源。
注意所有組件與連結
產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設計、測試，直到上市的成本，均為巨額的投資。公司的能否延續，可能就以 1 款產(chǎn)品的效能而定生死。對高效能的 RF 測試設備來(lái)說(shuō)，由于必須能滿(mǎn)足甚或超過(guò)目前市場(chǎng)所需的重要規格，因此其可能投入的資金更是難以估計。除了必須具備競爭優(yōu)勢之外，亦可能影響公司的后續營(yíng) 收。
但是昂貴、高效能，且精確校準過(guò)的 DUT 與測試系統還不夠，針對中間用以銜接裝置用的連結組件，亦必須考慮其質(zhì)量與可重復性。若能提升關(guān)鍵規格達 1/10 或 1/5 的 dB，就可能達到高競爭優(yōu)勢。
對絕大部分的標準而言，最好是能達到 1：1.5 的電壓駐波比(VSWR)，但匹配(Match)的強度亦可能影響錯誤的為匹配的不確定性達 +/-0.35dB (約略值)。當造成過(guò)多的不確定性時(shí)，就不可能達到 0.2 dB 的關(guān)鍵規格。
其它受到忽略的項目 (如連接線(xiàn)、切換器、衰減器、插槽、轉接器，與配件) 亦能影響整體的測量結果。若要開(kāi)始測量作業(yè)，應先達到所需的精確度，接著(zhù)選擇合適的組件。依目前公認的標準，測量系統的效能最好達到 DUT 受測參數的 10 倍之譜。
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若已擁有高質(zhì)量的訊號路徑，則接著(zhù)就是布署完整的測量實(shí)作；使用者應確實(shí)清潔并存放連接線(xiàn)、接頭，與轉接器，就算是最高級的連接線(xiàn)與轉接器也會(huì )磨損，若零件老化就應淘汰，這些都算測試作業(yè)的耗材，并應逐步減少轉接器的使用機會(huì )。
此外應定期使用扳手與線(xiàn)路量表進(jìn)行調整，即可盡量避免熱切換(Hot-switching)；并請注意，應適時(shí)靜電放電 (Electro-static discharge，ESD)。即便于測試系統與 DUT 之間使用最高質(zhì)量的組件，若銜接的零件過(guò)多，亦可能造成測量錯誤。
為測量作業(yè)選用正確的工具
根據所要測量的參數與所需的精確度，其測量 DUT 的 RF 設備亦有所不同。能投資設備當然最好，但若僅能發(fā)揮設備某部分的效能，就形成預算浪費。若僅需測量 RF 功率，則 RF 功率計當然優(yōu)于向量訊號分析器 (VSA)。
純量(Scalar)儀器僅能測量強度 (振幅)，而向量?jì)x器則可測量強度與相位。就算測量作業(yè)不需相位值，則由于向量?jì)x器的相位信息可找出系統中的無(wú)用反射并將之量化，因此亦可用以修正錯誤。
在購買(mǎi) RF 設備時(shí)，價(jià)格往往并不等同于效能。高質(zhì)量的掃頻調協(xié)頻譜分析器 (Swept-tuned spectrum analyzer)，往往就能占去大部分的預算；就該款儀器原始的測量效能而言，雖然已可達 ± 1 dB 或較差的精確度并可用于一般測量，但卻無(wú)法滿(mǎn)足絕對 RF 功率的測量需要。同樣的，若使用中的儀器可達 -140 dBm/Hz 的噪聲水平，此款儀器就難以測量 -155 dBm/Hz 噪聲水平的 DUT。
所以請為測量作業(yè)選擇正確的工具；若購買(mǎi)的設備效能超出所需的測量精確度太多，就浪費了成本與資源，而且可能排擠到其它部分的預算分配。在某些情況下，連接線(xiàn)與切換器甚至更有助于提升測量質(zhì)量。
開(kāi)發(fā)測量程序
一旦建構自己所需的最佳實(shí)作，即可將之安裝至測量程序中，更有利于整個(gè)團隊的溝通，接著(zhù)就能讓 RF 測量結果達到更好的可重復性與一致性。舉例來(lái)說(shuō)，測量程序的常見(jiàn)問(wèn)題之一即為：“應多久校準 1 次”。
許多 RF 儀器對環(huán)境的變化極其敏感，因此就必須時(shí)常校準設備；高精確度的測量需求亦常常影響了校準頻率。不論哪種情況，均應了解 RF 設備的校準需求，并將之列入測量程序中。
從設計、檢驗、測試，到制造的所有程序，均將影響 RF 的測量效能。使用者亦需考慮制造過(guò)程所應測試并檢驗的作業(yè)參數。而可能影響精確度、可重復性，與不確定性的前/后 1 項程序 (如重新作業(yè)、焊接、組裝，與絕緣)，均應納入考慮。
若要建構良好的 RF 實(shí)作，亦應考慮相關(guān)程序。亦可連帶簡(jiǎn)化學(xué)習與標準化的過(guò)程。而后續從建構程序直到產(chǎn)品使用壽命，“一致性”亦將影響 RF 參數與測量結果。
提高 RF 測量作業(yè)的質(zhì)量
要進(jìn)行 RF 測量作業(yè)很簡(jiǎn)單，但要能準確測量就有些許難度。若能建構完整實(shí)作并用于程序之中，將可提升 RF 測量的質(zhì)量。
還有許多方法可找出并建置最佳實(shí)作范例。應不斷設法提升 RF 測量質(zhì)量，以確實(shí)了解測量要點(diǎn)并用于實(shí)作之中。從提高 RF 測量技巧到完整發(fā)揮 RF 設備的效能，此篇技術(shù)文章所提及的步驟均屬于基礎概念而已。
