射頻和微波開關(guān)測試系統(tǒng)基礎(chǔ)

RF開關(guān)卡架構(gòu)
在測試儀器主機(jī)上的RF開關(guān)卡應(yīng)用中，為保證信號完整性，需要理解許多電性能指標(biāo)。
Crosstalk是指不同通道上傳送的信號之間或通道上信號與輸出信號之間產(chǎn)生的電容耦合、電感耦合或電磁輻射。一般用特定負(fù)載阻抗和特定頻率下的分貝數(shù)來描述。
插入損耗是信號在開關(guān)卡或系統(tǒng)中傳輸時的衰減，用特定頻率范圍的分貝數(shù)來表示。當(dāng)信號低或者噪聲大的時候，插入損耗是相當(dāng)重要的技術(shù)指標(biāo)。
電壓駐波比（VSWR）是對信號在傳送線路上反射的測量，定義為信號路經(jīng)上駐波的最高電壓幅度與最低電壓幅值之比。
信號進(jìn)行開關(guān)、傳輸或者放大處理的一個有限的頻率范圍被稱作帶寬。對于給定的負(fù)載條件，帶寬范圍用-3dB（半功率）點定義。

隔離是鄰近通道的電壓比例，定義為一個頻率范圍上的分貝數(shù)。

RF開關(guān)設(shè)計
要設(shè)計一個RF開關(guān)系統(tǒng)，需要額外考慮一系列關(guān)鍵因素。

阻抗匹配——假設(shè)開關(guān)置于測量儀器和DUT（待測設(shè)備）之間，對于幾個系統(tǒng)中的所有的阻抗必須匹配。對于最佳的信號傳輸，源的輸出阻抗應(yīng)等于開關(guān)的特征阻抗、線纜阻抗和DUT的阻抗。在RF測試中，普遍的阻抗級是50或75歐姆。不論要求什么樣的阻抗級，適當(dāng)?shù)淖杩蛊ヅ鋵ＷC整個系統(tǒng)完整性。

輸入VSWR和信號路經(jīng)VSWR決定了測量的精確程度。
Mismatch Uncertainty(dB) = 20 x log(1 +/- Γsig path * Γinst)
Where Γ = VSWR-1/VSWR +1

如果信號路經(jīng)輸出和儀器輸入具有很好的VSWR，比如1.3：1，失配不確定性（Mismatch Uncertainty）大概在+/-0.15dB。

終止——在高頻率情況下，所有信號必須被適當(dāng)終止，否則電磁波會在端接點上被反射，導(dǎo)致VSWR的增加。一個沒有終接的開關(guān)在斷開狀態(tài)會增加VSWR，一個開關(guān)一般需要提供50歐姆的端接電阻來匹配連通或斷開狀態(tài)。VSWR增加后，如果反射部分足夠大，甚至有可能損壞源端。

功率傳輸——另一個重要的考慮是系統(tǒng)從儀器至DUT傳送RF功率的能力。由于插入損耗，信號可能需要放大。一些應(yīng)用場合，又可能需要減少信號至DUT上的功率。使用放大器或衰減器可保證將精確的信號功率值傳送至開關(guān)系統(tǒng)。

信號濾波器——信號濾波器在一些情況下是很有用的，比如噪聲不小心加入到通過開關(guān)傳送的信號中的時候。如果原始信號頻率不適合DUT測試頻率，濾波器也很有用。在這種情況下，濾波器可被加到開關(guān)中以改變信號帶寬或者濾除不需要的信號頻率。

相位失真——隨著測試系統(tǒng)尺寸的擴(kuò)大，從相同的信號源出來的信號可能會通過不同的途徑傳送至DUT，導(dǎo)致了相位失真。這個指標(biāo)通常被稱之為傳輸延遲。對一個給定的傳導(dǎo)介質(zhì)，延遲是與信號路徑長度成正比的。不同的信號路徑長度將會導(dǎo)致信號相位移動，導(dǎo)致錯誤的測量結(jié)果。要減少相位失真，要保證信號路經(jīng)長度的相同。

總結(jié)
討論并理解RF/微波開關(guān)系統(tǒng)購建中的各種設(shè)計參數(shù)有利于保證信號和系統(tǒng)的完整性。