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如何让RF仪器测量发挥最大效能?
[发布时间]:2012年4月10日 [来源]:电子发烧友 [点击率]:4188
【导读】: 新款 RF 仪器均具备绝佳的精确度与测量功能,已大幅超越之前的产品,但如果信号无法达到一定质量,这些仪器也无法发挥其功能;声音测量实际操作与相关要素,将可让使用者完全了解自己投资的 RF仪器。进行...

新款 RF 仪器均具备绝佳的精确度与测量功能,已大幅超越之前的产品,但如果信号无法达到一定质量,这些仪器也无法发挥其功能;声音测量实际操作与相关要素,将可让使用者完全了解自己投资的 RF仪器。

进行稳定的 RF 测量操作

在理想状态下,应可轻松进行 RF 测量操作,但实际上却有着许多难题;目前既有的 RF 仪器已经可以满足主要的 RF 测量,如功率、频率与噪声,但”获得结果”不见得就是”获得正确的结果”。若能在 RF 测量操作中建构最佳实作范例,就能确保获得稳定、精确,且可重复使用的测量结果。

   

先了解术语

诸如”精确度”、”可重复性”、”分辨率”,与”不确定性”的术语,都经常在 RF 应用中遭混用或误用,反而降低了测量的正确度。在进行 RF 测量操作之前,必须先了解重要术语,还有其正确的对应文字。

相对于模拟量表而言,当要在模拟量表上分辨正确读数时,仪器的数字显示方式绝对要简单许多。然而,如果数字显示器呈现小数点后 3 位的数值,则使用者也无法了解仪器或测量操作的分辨率与精确性。

即便可显示数千个 dB 的功率,或到小数单位的 Hertz 频率,也不代表该仪器就能测量数分钟之内的变化,所显示的位数应要能超过仪器的测量功能所及。为了完整了解 RF 仪器的功能,应随时参阅规格说明或数据,正确的术语定义,将可减少使用者对测量的疑虑。接着列出常见的几个关键术语:

 ˙分辨率 (Resolution)──仪器所能确实侦测的最小变化量 ;

 ˙可重复性(Repeatability)──在相同条件与结果之下,可重复进行的测量次数;

 ˙不确定性(Uncertainty)──将测得的未知绝对值予以量化 ;

 ˙精确度(Accuracy)──仪器在已知误差范围内所能测得的参数实际/绝对值。

如果能预估错误信息来源,往往就能决定测量操作的不确定性。除了上面提到的术语之外,也可以到 National Institute Standards and Technology (NIST) 或其它标准机构,找到相关规格说明文档。可追踪性 (Traceability) 则可确保所有测量仪器均是以常见标准所定义。

而”规格 (Specification)”则是由测试设备的保证效能,并可由 NIST 追踪相关校准认证。”典型、常见 (Typical)”意指已完全测试的效能,但并未纳入测量的不确定性。”名目、表列 (Nominal)”效能为辅助信息,而并非所有仪器都经过此项测量。

精确度为仪器在已知误差范围内所能测得的参数实际/绝对值,也就是所谓的 X plus 或 minus Y。如果没有某些误差限制与单位,则测量值”34”并无任何意义。同样的,仅有”5”的误差规格也无任何意义;但”5%”的误差标准也没意义。

“5%”可代表”±5%”,也可为”+3%”或”-2%”;举例来说,精确度的正确表示方式应为”34 V +/- 1 V”、”34 V +/- 1%”,或”34 V +2/-1 V”。进一步了解 RF 测量术语,就能更熟悉其意义。如果要与别人精确沟通测量操作,则应该先了解相关结果。

了解自己的受测设备

受测设备(Device under test,DUT) 可能大幅影响 RF 测量操作。举例来说,温度就可能影响稳定性与可重复性,许多 RF 设备与仪器并不会自行补偿温度变化,因此必须先稳定温度,才能将测量操作的漂移错误降至最低。还有立即的环境影响(如是否有空调循环、是否加盖与嵌板、处于室内或室外、是否靠近热源) 均应纳入变量考虑,并应注意暖机次数、DUT 冷却条件,与外围环境,与保持稳定的温度。

在主动式设备中,多余的功率可能造成设备发热;以高功率的放大器为例,DUT 本身可达稳定的温度,但后续的组件就不一定,衔接放大器输出的切换器与衰减器就常有升温现象。这时就可能要找出由放大器所产生的不定信号,如谐波。

电源供应线可能产生环境噪声,并直接影响输出;而当放大器处于压缩状态时,若测量其线性参数 (增益与相位) 也将无法得到相关结果。因为所有因素均将影响 RF 测量操作的精确度,在测量设备之前,先行了解 DUT、操作方式,与其对 RF 测量参数的影响,才能获得有意义的结果。

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