提高射頻測(cè)試儀器的測(cè)量準(zhǔn)度方法

概覽

現(xiàn)代射頻儀器具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其前代產(chǎn)品的令人印象深刻的測(cè)量能力和精度。然而，如果不能提供高品質(zhì)的信號(hào)，這些儀器就不能充分發(fā)揮其潛能。完備的測(cè)量方法和注意事項(xiàng)可以保證您能夠充分獲取在射頻儀器上投資的收益。

獲得可靠的射頻測(cè)量

射頻測(cè)量通常在理論上很簡(jiǎn)單，但付諸實(shí)施的時(shí)候卻困難重重。您能夠很容易地從當(dāng)代射頻儀器所提供的廣泛測(cè)量手段中獲得核心的射頻測(cè)量結(jié)果，例如功率，頻率和噪聲。但是，獲得結(jié)果與獲得正確結(jié)果則有著天壤之別。通過在您的整個(gè)射頻測(cè)量過程中執(zhí)行最優(yōu)方法，您可以確保一個(gè)可靠、精確并且可重復(fù)的結(jié)果。

理解專業(yè)術(shù)語(yǔ)

例如精度、可重復(fù)性、分辨率和不確定性這些專業(yè)術(shù)語(yǔ)經(jīng)常在各種各樣的射頻應(yīng)用中被混雜和誤用，從而增加了混亂，減少了測(cè)量的可信性。在進(jìn)行射頻測(cè)量時(shí)理解一些關(guān)鍵的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和它們的適用環(huán)境是必要的。

例如，當(dāng)想要在相近刻度上辨明正確的讀數(shù)時(shí)，儀器上的數(shù)字顯示會(huì)比模擬的測(cè)量?jī)x表更容易使用。然而，即使數(shù)字顯示對(duì)一次測(cè)量給出了小數(shù)點(diǎn)后的三位數(shù)字，你也不能推斷出該儀器及其測(cè)量的分辨率和精度。

因?yàn)轱@示給出千分之一分貝的功率或分?jǐn)?shù)赫茲的頻率并不意味著該儀器具有測(cè)量這些細(xì)微變化的能力。通常這些顯示的位數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了儀器在這一水平的測(cè)量能力。要充分了解一個(gè)射頻儀器的測(cè)量能力，往往要參考說明書或數(shù)據(jù)表。

前后一致的定義可以減少您測(cè)量中可能出現(xiàn)的混淆。以下是您在使用中會(huì)經(jīng)常看到的一些關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)：

分辨率-儀器所能可靠檢測(cè)到的最小改變

重復(fù)性-在同樣條件下多次進(jìn)行同一測(cè)量獲得相同結(jié)果的能力

不確定性-對(duì)被測(cè)量的準(zhǔn)確值缺乏認(rèn)知部分的量化

精度-儀器在一定誤差范圍內(nèi)測(cè)量一個(gè)參數(shù)實(shí)際/絕對(duì)值的能力

不確定性是始終存在的，對(duì)誤差來(lái)源的*估可以幫助確定測(cè)量的不確定度。除上述外，還有一些相關(guān)術(shù)語(yǔ)在依據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)或其它標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的說明文件來(lái)描繪性能時(shí)會(huì)有用?？擅枋鲂允潜ＷC所有的測(cè)量器件有一個(gè)共同的絕對(duì)基準(zhǔn)所必須的。所謂規(guī)范是指保證性能由校準(zhǔn)溯源到NIST的測(cè)試設(shè)備產(chǎn)生。典型往往意味著性能是百分之百測(cè)試，但不包括測(cè)量不確定因素。象征性的表現(xiàn)通常是補(bǔ)充信息，不是在每個(gè)儀器上的普遍測(cè)量。

精度是儀器在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)測(cè)量參數(shù)絕對(duì)值的能力。換句話說，X加減Y，沒有誤差限制(和單位)一個(gè)34的測(cè)量值是沒有意義的。同樣地，一個(gè)5的誤差說明也是沒有用的，甚至一個(gè)百分之五的誤差說明也幾乎沒有幫助。那到底是正或負(fù)百分之五，還是正百分之三和負(fù)百分之二?為了準(zhǔn)確，精度應(yīng)該像這樣規(guī)定，例如34V+/-1V,34V+/-1%,或34V+2/-1V。

請(qǐng)多花時(shí)間了解射頻測(cè)量的術(shù)語(yǔ)并熟悉它們的意義。您關(guān)于測(cè)量的表達(dá)越準(zhǔn)確，結(jié)果就越利于理解也越可信。

了解你的被測(cè)試裝置

被測(cè)試裝置(DUT)的性能會(huì)顯著影響射頻測(cè)量。例如，溫度會(huì)影響穩(wěn)定性，并因此與可重復(fù)性密切相關(guān)。許多射頻器件和射頻儀器沒有對(duì)溫度變化的內(nèi)部補(bǔ)償。因此，它們必須在穩(wěn)定的溫度下工作以使溫度漂移引起的測(cè)量誤差最小。當(dāng)前的環(huán)境(例如，空調(diào)循環(huán)的開啟與關(guān)閉，覆蓋物和面板的移除或增加，處于戶外或室內(nèi)，以及是否接近熱源)會(huì)有很大影響。需要注意適當(dāng)?shù)念A(yù)熱時(shí)間、被測(cè)試裝置的冷卻需求和周邊的環(huán)境以確保溫度穩(wěn)定性。

在有源器件中，過高的功率會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱。例如，在測(cè)試高功率放大器時(shí)，被測(cè)試器件本身可以保持溫度穩(wěn)定，但是下游組件會(huì)怎么樣呢?看看是否有開關(guān)或衰減器因?yàn)榉糯笃鞯妮敵龆患訜?。尋找由放大器產(chǎn)生的異常信號(hào)，例如諧波。電源線容易受到可直接疊加到輸出的環(huán)境噪聲的影響。而且，測(cè)量放大器的線性參數(shù) (增益和相位)，隨后卻發(fā)現(xiàn)放大器同時(shí)處于被壓縮狀態(tài)是令人沮喪的。所有這些都影響了射頻測(cè)量的精度。在器件被測(cè)試前對(duì)其本身、其運(yùn)作方式以及它對(duì)射頻測(cè)量參數(shù)的影響進(jìn)行了解，會(huì)得到有意義的結(jié)果。