把握六點(diǎn)助你提高RF微波測試正確性

盡管大部分的RF 和微波測試系統(tǒng)所要量測的對象只有區(qū)區(qū)幾種廣泛的類別——放大器、發(fā)射器、接收器等，但每一套個別的系統(tǒng)卻會面臨一些不同的環(huán)境條件、要求和挑戰(zhàn)。雖然每一種狀況可能都不一樣，不過當(dāng)您在定義任何的RF和微波測試系統(tǒng)時，卻有三項(xiàng)共通的因素會相互影響：效能、速度與穩(wěn)定（repeatability）。在每一位系統(tǒng)開發(fā)者面臨的狀況各有不同的情況下，能否在這三項(xiàng)因素間做最佳的取捨將關(guān)系著量測結(jié)果是否能達(dá)到要求的正確性（integrity）水準(zhǔn)。

在DUT 到量測儀器之間的路徑上（圖1），有許多個點(diǎn)都會出現(xiàn)這些因素的取捨時機(jī)，本文建議了一個考量這些取捨因素的架構(gòu)，并且提供六大秘訣，教您如何克服RF 信號路徑上常會碰到的問題。

圖1：在所有的測試系統(tǒng)架構(gòu)下，都有很多的機(jī)會可以在效能、速度與穩(wěn)定之間求取最佳的平衡，以控管量測的正確性。

1 秘訣一：排定效能、速度與穩(wěn)定的優(yōu)先順序

為了讓全部六大秘訣有論述的依據(jù)，有必要先釐清我們對效能、速度及穩(wěn)定的定義。在大部分的情況下，只有其中一個或兩個因素會成為首要的考量條件，主導(dǎo)您的測試需求與設(shè)備的選擇。無論如何，仔細(xì)地審視效能、速度與穩(wěn)定之間的相互影響與取捨關(guān)系（如表1 到表3 的摘要所列），將可協(xié)助您掌控特有的需求狀況。

1.1 基本的定義
在RF 和微波測試設(shè)備中，安捷倫科技對“效能”的定義主要指的是儀器的準(zhǔn)確度、量測范圍和頻寬。儀器的準(zhǔn)確度包括明訂的振幅和頻率量測絕對準(zhǔn)確度；量測范圍指的是動態(tài)范圍、失真、噪音位準(zhǔn)和相位噪音，這些屬性會影響信號位準(zhǔn)量測的精確度；而頻寬則是指可以處理和分析的頻率寬度或資料速率。速度測試系統(tǒng)的速度或Throughput 會取決于所使用的硬件、輸入/ 輸出（I/O）介面和軟件，我們的重點(diǎn)將放在硬件和四項(xiàng)會影響速度的因素上：量測設(shè)定時間、量測執(zhí)行時間、資料處理時間、以及資料傳輸時間。在RF 和微波的頻率，設(shè)定時間中非常重要的一環(huán)就是DUT 或測試系統(tǒng)在每次變更（例如切換器的開或閉、功率位準(zhǔn)改變）之后， 所需的穩(wěn)定時間（settling time）。

穩(wěn)定一致性對任何測試系統(tǒng)來說，每一次的測試以及每天的測試都能產(chǎn)生一致的結(jié)果是非常重要的。然而，穩(wěn)定佳并不代表精確度也高，因?yàn)榫_度會取決于個別儀器的效能，而穩(wěn)定指的是無論明訂的準(zhǔn)確度為何，所量測到的結(jié)果都是一致的。就每一部儀器而言，穩(wěn)定可能會因某些量測或模式而異，因此查看產(chǎn)品的規(guī)格或詢問制造商是很重要的。在某些程度內(nèi)，透過更多次的平均，或修改演算法以準(zhǔn)確地逼近符合標(biāo)準(zhǔn)量測方法所得到的結(jié)果，將可以提高穩(wěn)定。將量測設(shè)定（如中心頻率、頻距和衰減位準(zhǔn)）的改變次數(shù)減到最少，可以達(dá)到最佳的穩(wěn)定一致性。

1.2 三者的關(guān)系概述
DUT 的測試要求和商業(yè)上的考量可以協(xié)助您評估效能、速度與穩(wěn)定之間的相對重要性，一旦您確立了首要的考量條件及其要求的高低程度后，就比較容易理出彼此的關(guān)系及其對系統(tǒng)的影響。表1、表2 和表3 分別就兩種狀況：首要考量條件的要求為高或低，摘要整理了相互間的影響關(guān)系。

在表1 和表3 中，穩(wěn)定與效能之間有一個重要的第二層關(guān)系，這是由量測不確定度所串起的一種間接關(guān)系。面對不確定度時，有些系統(tǒng)開發(fā)人員會設(shè)計一個“誤差量”（error budget），其大小取決于測試要求與系統(tǒng)不確定度之間的差距。影響不確定度的兩大主要因素是絕對準(zhǔn)確度（儀器的效能）和量測一致性（穩(wěn)定）。如果系統(tǒng)中的儀器具有很高的絕對準(zhǔn)確度，那么誤差量中就有較大的空間可以容忍較低的穩(wěn)定。如果儀器可以提供一致的結(jié)果，那么誤差量中也會有較大的空間可以容忍較低的絕對準(zhǔn)確度。

1.4 多項(xiàng)要求皆“高”
若要滿足“高速與高穩(wěn)定”或“高效能與高速”這類多重的要求，可能就需要使用復(fù)雜精密的儀器，其價格相較于能力較差的設(shè)備自然會稍微高一些。不過，許多高性能的儀器中可能會內(nèi)建硬件加速器，可以加快一些耗時的作業(yè)，如平均計算和校準(zhǔn)。有些機(jī)種也可能包含多種演算法，可以計算諸如相鄰頻道功率（ACP）等參數(shù)。如果全部三項(xiàng)要求皆“高”，就必須仔細(xì)檢查系統(tǒng)的每一個部份－測試設(shè)備、切換子系統(tǒng)、纜線、接頭等。最佳的解決方案很可能價格也不低，但可以提供一些額外的功能和優(yōu)點(diǎn)。

2 秘訣二：審視DUT 的本質(zhì)和特性

自動化測試系統(tǒng)可以執(zhí)行三項(xiàng)基本的任務(wù)：提供信號源、進(jìn)行量測、以及進(jìn)行切換，至于該使用哪一種信號產(chǎn)生器、功率錶、頻譜分析儀、網(wǎng)路分析儀、切換矩陣（switch matrix）和纜線，則取決于DUT 的電性和機(jī)構(gòu)屬性。在RF 和微波的頻率，有一些基本的特性需要特別留意。

2.1 電性參數(shù)
DUT 的基本性質(zhì)是主要的考量：它是被動和線性的，或是主動和非線性的？被動的線性元件較容易處理，因?yàn)樗鼈冊谡麄€工作頻寬范圍內(nèi)所有允許的輸入功率位準(zhǔn)下，增益和相位偏移量一般都是固定的。相反地，主動元件就需要格外謹(jǐn)慎，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂蟹蔷€性的工作區(qū)域，對輸入功率相當(dāng)敏感，可能會在不同的位準(zhǔn)產(chǎn)生不同的結(jié)果。如此一來，可能就需要在測試系統(tǒng)中加入放大器或衰減器，以精確地控制功率位準(zhǔn)，而且也許還要加入耦合器，將輸入到DUT 的功率位準(zhǔn)分一些出來并確認(rèn)是否正確。這些額外加入的東西千萬不能輕忽：在高頻下，每一個系統(tǒng)組成要件都具有復(fù)數(shù)的阻抗值（伴隨有S參數(shù)），而且每多一項(xiàng)連接就有可能與DUT 產(chǎn)生不必要的相互影響。

避免不匹配：任何連接線的阻抗不匹配都可能造成注入損耗（insertion loss），而損耗掉信號源或量測信號的一些功率。眾所周知，在高頻下功率是很昂貴的，而且如果必須在很廣的頻率范圍提供所需功率的話，還會變得更加昂貴。秘訣：使用精確度高的纜線和配件，且要使用向量式網(wǎng)路分析儀（VNA）充分量測纜線和配件的實(shí)際阻抗，特別是如果DUT 是主動元件的話。

2.2 將VSWR 降到最低
切換矩陣加上其接頭、內(nèi)部和外部纜線、甚至是任何RF 纜線的彎曲半徑等組合，可能因DUT 的電壓駐波而產(chǎn)生誤差。秘訣：若要將這項(xiàng)誤差減到最小，可以使用電壓駐波比（VSWR）規(guī)格為1：2：1 或更佳的切換矩陣。

2.3 增加隔離度
如果您的測試需要同時量測高位準(zhǔn)和低位準(zhǔn)的信號，則切換矩陣的隔離度規(guī)格將會影響量測的正確性。秘訣：如果通過DUT 的路徑有很多條，可以使用信號產(chǎn)生器和頻譜分析儀，盡可能地量測出隔離度的特性。如果無法做到這一點(diǎn)，則系統(tǒng)在配置和設(shè)定時，應(yīng)該將高位準(zhǔn)和低位準(zhǔn)的信號繞接到不相鄰的路徑上，或繞經(jīng)不同的切換器。

2.4 機(jī)構(gòu)屬性
另外一組需要考量的細(xì)節(jié)是信號和電源（交流電或直流電）接頭的數(shù)量和類型，這會影響所需的切換矩陣大小，以及系統(tǒng)接線的復(fù)雜度等因素。秘訣：使用埠數(shù)足夠的切換矩陣，一次就可以接好系統(tǒng)到DUT 的所有連接，這樣一來，就可以將等待信號穩(wěn)定所需的延遲時間縮到最短，并且將功率位準(zhǔn)突然改變而損壞切換矩陣或DUT 的機(jī)率降到最低。

3 秘訣三：瞭解、量測及修正RF 信號路徑的特性

沒有經(jīng)過額外的修正，產(chǎn)品的規(guī)格最多只能延伸到位于儀器輸入和輸出接頭上的“校準(zhǔn)”（calibration plane）而已。若要得到準(zhǔn)確又穩(wěn)定一致的量測結(jié)果，以及修正過的DUT 結(jié)果，我們建議將校準(zhǔn)面往外推，盡可能地靠近DUT。不論路徑是被動或主動的，DUT 是位在本端或遠(yuǎn)端，都有幾種方法可以做到。

3.1 被動路徑的處理方式
元件在整個頻寬范圍內(nèi)所有允許的輸入功率位準(zhǔn)下，都有固定的增益和相位偏移量。然而，沿著被動路徑所接出去的每一條接線上可能會有阻抗不匹配的情形，因而造成注入損耗和相位偏移（或延遲）。在高頻下，連簡單的被動元素也會變成復(fù)雜的傳輸線元素，無法直接將路徑上的損耗和相位偏移用簡單的代數(shù)法相加得出。秘訣：使用VNA 來量測整個相連的路徑或分析每一項(xiàng)元素的S 參數(shù)特性，并使用向量學(xué)來模擬整個路徑的總損耗和相位偏移量。這些數(shù)值可以儲存在系統(tǒng)的PC 中，并且視需要予以套用，以修正量測結(jié)果，或者供網(wǎng)路分析儀使用，例如用來即時地調(diào)整濾波器和其他變動的DUT。

3.2 修正主動的路徑
主動元件的效能會隨著輸入功率的改變而不同，若要提高量測的準(zhǔn)確度，其做法會取決于元件是在其線性或非線性的響應(yīng)區(qū)內(nèi)工作。如果一個主動元件（如放大器）在校準(zhǔn)和量測作業(yè)期間，是在遠(yuǎn)低于其1 dB 壓縮點(diǎn)的線性區(qū)內(nèi)工作，則可以在該區(qū)內(nèi)的任何功率位準(zhǔn)下進(jìn)行準(zhǔn)確的修正。

秘訣：如果主動元件是在其非線性的響應(yīng)區(qū)內(nèi)工作，則校準(zhǔn)時也必須使用量測用的功率位準(zhǔn)，以確保能夠做準(zhǔn)確的修正。如果需要在非線性模式下，于多個功率位準(zhǔn)進(jìn)行量測，那么也必須在每一個位準(zhǔn)下分別進(jìn)行校準(zhǔn)，并儲存起來供日后使用。

秘訣：在DUT 的頻率范圍內(nèi)，檢查主動元件的頻率響應(yīng)。同樣地，您應(yīng)該在特定的功率位準(zhǔn)下量測整個路徑，或是分析每一個介面的S 參數(shù)特性，并使用向量學(xué)，產(chǎn)生一個可以在事后套用或即時套用的模型。
秘訣：為了簡化量測和修正RF 信號路徑特性的作業(yè)，有些系統(tǒng)開發(fā)人員會盡可能少用主動元件，這樣做可以減少校準(zhǔn)的工夫，以及在非線性模式工作時，因功率位準(zhǔn)改變而造成誤差的機(jī)會。

3.3 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，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之間的整個路徑，或是量測路徑上每一個相關(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。

4 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，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）。

4.1 選擇正確的纜線類型
訂定測試系統(tǒng)的規(guī)格時，需決定要使用哪一種纜線來連接各個裝置，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。

4.1.1 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，其價格高出許多。

4.1.2 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。

4.1.3 彈性纜線
有時又稱為“ 測試儀器等級的纜線”，通常可以提供良好的相位穩(wěn)定度和低注入損耗，但相對地價格也不低。這種纜線的維護(hù)需求較高，使用時需要額外地小心，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。

4.2 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。

4.2.1 擴(kuò)大隔離
存在一個或多個高功率的信號時，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繞經(jīng)一個切換矩陣時，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洩漏，可能也比較不需要將信號繞經(jīng)不同的切換組件了。

4.2.2 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，代價是整體的注入損耗較高。

4.2.3 控制注入損耗
在較高的頻率，注入損耗容易變成一個問題，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)計的使用壽命到期時。瞭解這種最糟情況下的損耗值可以協(xié)助控管誤差量。

4.3 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或主動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。

4.3.1 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。

4.3.2 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。

4.3.3 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，放大器的頻寬相當(dāng)重要。秘訣：要慎防動態(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，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。

4.3.4 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。

4.4 衰減器
機(jī)電式（electromechanical）和電子式的設(shè)計在管理信號位準(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。

4.5 轉(zhuǎn)頻器
當(dāng)DUT 與測試系統(tǒng)相隔較遠(yuǎn)時，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，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。

5 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，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。

5.1 機(jī)電式vs. 電子式
機(jī)電式切換器包含眾多會移動的機(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)。

5.2 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間）。而非自鎖式切換器需要固定的電源，通常為200 mA 時24V，才能保持接觸連通的狀態(tài)。在一個大型的切換矩陣中，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，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，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，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的安全防護(hù)能力。

5.3 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。

6 秘訣六：加快量測設(shè)定與執(zhí)行的速度

是以“每單位時間內(nèi)所測試的DUT 數(shù)量”、“每單位時間內(nèi)所執(zhí)行的測試次數(shù)”、或其它以時間為基礎(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)所需的時間，以及執(zhí)行量測所需的時間。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。

6.1 微調(diào)個別的儀器
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。

6.2 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，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。

6.3 功率錶
能夠節(jié)省最多時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)的間隔時間從數(shù)小時延長為數(shù)個月。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 或更多個修正過的讀值，并透過平均計算提高量測的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。

6.4 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 是縮短量測時間最簡單的方法，盡可能採用會自動加快速度的新一代頻譜分析儀，例如進(jìn)行窄頻距量測時，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)選擇性地使用自動輸入范圍調(diào)整功能。量測振幅改變速度很快的信號時，自動范圍調(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，則使用自動范圍調(diào)整功能可以改善信噪比（SNR），同時縮短量測時間，因?yàn)樗梢允褂幂^寬的頻距和RBW 設(shè)定。

6.5 網(wǎng)路分析儀
VNA 的校準(zhǔn)有時非常耗時，特別是需要以手動的方式與標(biāo)準(zhǔn)品逐一連接的時候。秘訣：安捷倫的電子校準(zhǔn)或ECal 模組可將這個過程自動化，只需透過單一連接，即可針對一到四個埠，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，會比用在一個超寬的量測頻距來得有效。

7 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，同樣也需要在這些重要的取捨因素間求取最佳的平衡。