通常射頻信號源的簡單應用通常只是輸入頻率、功率，加上一些模擬、數字調制，然而要充分挖掘出信號源的潛力和性能需要更多的技巧。本應用指南會告訴您可以通過更多的方式提高射頻信號源輸出信號的質量，具體內容包括：

1.提高功率精度

2.提高頻率精(jing)度(du)

3.提(ti)高源(yuan)匹配(pei)度(du)

4.TOI（三階交(jiao)調）測量：如何合成(cheng)兩(liang)個CW信(xin)號(hao)并保持足夠的隔離度

5.減小諧波失(shi)真

6.提高信噪(zao)比

7.LTE測試中(zhong)EVM與ACLR指標的(de)優(you)化(hua)

8.減小衰減器切換的磨(mo)損

一個典型的模擬信號源的結構圖如下所示。

1.提高功率精度

如下圖1所示，信號源從端口輸出的(de)(de)信號(hao)，通常會經過一(yi)些無源器(qi)件（如(ru)(ru)射頻線(xian)纜、濾波器(qi)、同軸轉接頭或(huo)者開關、放(fang)大器(qi)）才到(dao)達DUT。因此，到(dao)達DUT的(de)(de)信號(hao)功(gong)率(lv)的(de)(de)精度就(jiu)會受到(dao)這些器(qi)件衰減或(huo)放(fang)大。在一(yi)些測量(liang)應用中，比如(ru)(ru)接收機靈敏度測試(shi)，輸入(ru)到(dao)DUT的(de)(de)信號(hao)功(gong)率(lv)的(de)(de)精度是影響(xiang)靈敏度測量(liang)精度的(de)(de)關鍵要素。

圖1. 信號源輸出信號設置

為了保證輸入到DUT的功率是預期值并保證精度，通常會如下圖2所示，用功率計（功率測量的不確定度較小）或者頻譜儀（功率測量的不確定度較大）測量每一個頻點所對應的功率的損耗（偏移），把這個損耗（偏移）補償到信號源里。具體的實現方法是，如果功率計的讀數和信號源的設置功率有差值，那么就把這個差值補償到信號源的功率偏移功能里，每一個頻率點對應一個功率偏移值。當信號源輸出指定頻率的指定功率時，信號源會(hui)自動提高偏移(yi)值大小(xiao)的(de)(de)輸(shu)出功率(lv)，從而補(bu)償功率(lv)的(de)(de)損耗。但(dan)是，這種(zhong)方法的(de)(de)明顯(xian)缺點在(zai)于(yu)，每個頻點對應(ying)的(de)(de)功率(lv)損耗都不同，要做到精確補(bu)償和每個頻點補(bu)償值的(de)(de)手動輸(shu)入很(hen)麻煩(fan)。

圖2. 功率計測量信號源輸出信號

信號源輸出的功率不是理想恒定的，而是隨著時間和溫度的變化有波動。雖然信號源內部有自動電平控制電路（ALC）來減小這種波動，但是對電平精度要求很高的應用（如計量），就需要找到可溯源和定標方法進一步實時監控并補償減小電平波動。User Correction (UCOR)功能雖然能補償電平，但是無法做到實時，當表格寫好之后，就無法實時補償隨著溫度引起的電平變化。

信號源都配備了閉環電平控制功能（Closed loop power control），如下圖所示。需要借助一個定向耦合器通過耦合臂耦合一部分功率給功率探頭，功率探頭事先把該定向耦合器的耦合度的S參數下載到功率探頭的內存中，然后實時計算不同的頻點的真實功率，通過數據線反饋給信號源。信號源根據功率探頭(tou)的(de)(de)每次實時測(ce)試結果(guo)數據來(lai)調整電平(ping)，補(bu)償電平(ping)的(de)(de)波動。

2.提高頻率精度

信號源的輸出信號頻率的精度分為絕對精度和相對精度兩種。

絕對精度可以使用更精準、老化率更低的參考時鐘源來提高。信號源都標配(pei)(pei)了一個(ge)普通的參考時鐘源(yuan)，另外(wai)可以選配(pei)(pei)高精度(du)的恒溫晶(jing)振來作為參考時鐘源(yuan)，如R&S SMBV提供B1和(he)(he)B1H兩種參考時鐘源(yuan)的頻率誤差和(he)(he)年(nian)老化率和(he)(he)標配(pei)(pei)的相(xiang)比(bi)都大幅度(du)降低。

此外，信號源的外參考輸入連接到GPS時鐘或者高穩定度原子鐘（銫鐘、銣鐘）也可以大幅度提高頻率絕對(dui)精度。

相對精度是指多個信號（例如多CW信號）的相對頻率間隔的精度。假設兩臺信號源分別產生一個CW信號，中心頻率1GHz，頻率間隔1MHz。信號源的內部時鐘的老化率通常是±1×10-6/年，那么在這種情況下，1GHz×1×10-6= ±1000Hz因此，兩個CW信號的頻率間隔實際上可能是1MHz±(2×1000Hz) =998kHz或1200kHz。為了提高頻率間隔的精度，把兩臺信號源的參考時鐘連在一起，即一臺信號源輸出參考時鐘給另(ling)外(wai)一臺(tai)。這樣(yang)，頻率間隔的精(jing)度可提高到1MHz×1×10-6=1Hz。

3.提高源匹配度

許多DUT的端口匹配不好，因此源匹配至關重要。信號源與負載的阻抗失配會使輸入到DUT的信號有效功率改變。DUT通常很少直接連接到信號源輸出端口，而是(shi)通過射頻線纜和(he)其(qi)它器(qi)(qi)件（如(ru)適配(pei)器(qi)(qi)、濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)）。如(ru)果使用適配(pei)器(qi)(qi)進行接頭類型(xing)轉(zhuan)換或者濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)進行諧(xie)波(bo)抑制(zhi)，這些(xie)器(qi)(qi)件會降(jiang)低(di)源匹配(pei)。負(fu)載(zai)(zai)的反(fan)射波(bo)會在(zai)源和(he)負(fu)載(zai)(zai)之間形成多(duo)次(ci)反(fan)射，從(cong)而輸入到(dao)待測件功率(lv)的不確定度增大了(le)。

為了減小失配的影響，最簡單的方法就是在信號源和DUT之間插入一個固定(ding)值衰減器，這會提高源匹配于兩倍衰減器的值。具體的計算過程如下所(suo)示：

沒有衰減(jian)器插(cha)入時，失配(pei)誤差為0.67dB。

4.TOI測量

當把兩個信號源輸出的CW信號通過外部合路器合路成雙音信號送入待測設備進行TOI測量時，兩臺信號源互(hu)相的(de)隔(ge)離度是非(fei)常重要的(de)。

如果信號源互相的隔離不好，信號源會通過ALC環路互調(diao)產生新的(de)互調(diao)產物，從而無(wu)法測量到DUT的(de)互調(diao)性(xing)能。如下圖所(suo)示。所(suo)以建議在ALC中(zhong)選擇OFF，關閉ALC。

因此，每一個信號源輸(shu)(shu)出都(dou)希望是良好的50歐姆(mu)(mu)匹(pi)配(pei)。當使用(yong)阻(zu)性合(he)(he)(he)(he)路(lu)器(qi)(qi)時(shi)，只(zhi)有兩個端口(kou)(kou)(kou)有電阻(zu)的合(he)(he)(he)(he)路(lu)器(qi)(qi)不(bu)能在(zai)三個端口(kou)(kou)(kou)都(dou)提(ti)供(gong)50歐姆(mu)(mu)的輸(shu)(shu)入阻(zu)抗匹(pi)配(pei)。使用(yong)每個端口(kou)(kou)(kou)都(dou)有電阻(zu)的合(he)(he)(he)(he)路(lu)器(qi)(qi)，而不(bu)是只(zhi)有兩個端口(kou)(kou)(kou)有電阻(zu)的合(he)(he)(he)(he)路(lu)器(qi)(qi)，如下左(zuo)圖所(suo)示。此外，每個端口(kou)(kou)(kou)都(dou)有電阻(zu)的合(he)(he)(he)(he)路(lu)器(qi)(qi)在(zai)信號輸(shu)(shu)入端口(kou)(kou)(kou)還提(ti)供(gong)6dB的隔離(li)度。

5. 減小諧波失真

進行準確的諧波測量需要信號失真度很小的信號源和頻譜儀。信號源的諧波和頻譜分析儀的動態范圍是影響的主要因素，通常信號源的諧波是瓶頸--一般信號源的諧波抑制度在-30dB左右。

減小信號源諧(xie)波(bo)的(de)(de)(de)傳統方法是使(shi)用一個低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)--通(tong)過選擇截止頻率(lv)來濾(lv)除諧(xie)波(bo)、保(bao)留基波(bo)。然而，這種(zhong)方法最大的(de)(de)(de)缺(que)點就是低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)(de)(de)戒指頻率(lv)一般是固(gu)定不(bu)可調的(de)(de)(de)，要實現在不(bu)同(tong)頻點進(jin)行濾(lv)波(bo)不(bu)現實。

為了更有效靈活的減小諧波，就要進一步深入分析諧波產生的源頭。從信號源的(de)結構上來看(kan)，產生和消(xiao)除(chu)諧(xie)(xie)波的(de)主(zhu)要(yao)有三(san)部分。而(er)OPU電路(lu)是諧(xie)(xie)波抑制(zhi)度變(bian)差的(de)源頭。諧(xie)(xie)波主(zhu)要(yao)由OPU產生，隨著OPU輸(shu)出功率的(de)增大(da)而(er)增大(da)。

6. 提高信噪比

上一節講到利用OPU和(he)衰減器組(zu)的工作(zuo)特性減小輸(shu)出信號的諧波，那么從另一方面，也可以以增大(da)諧波為代價(jia)，提(ti)高信號的信噪比。

7.EVM與ACLR指標(biao)的優(you)化

矢量信號源的EVM和ACLR指標一般在datasheet中會給出指標值。在R&S高端矢量信號源SMW200A的(de)(de)datasheet里，以特定(ding)的(de)(de)WCDMA test model為測試信號給(gei)出(chu)了EVM和ACLR的(de)(de)最優保證值，但其它類(lei)型的(de)(de)信號是(shi)否也能達到這樣(yang)的(de)(de)指標呢？答(da)案是(shi)不一(yi)定(ding)的(de)(de)，需要用戶(hu)自己調整和優化(hua)。

影響信號源產生的(de)信號的(de)EVM和ACLR的(de)主(zhu)要因素主(zhu)要有(you)如下(xia)三點，EVM與ACLR是(shi)相互決(jue)定(ding)、制約的(de)關系，不可兼顧。

1)調制方式和峰(feng)均(jun)比

2)發射濾波(bo)器類(lei)型和滾降因子

3)信號源自(zi)身的(de)非(fei)線性特性（如基帶信號畸變或射頻發射功(gong)率）

與WCDMA和CDMA2000在協議中規定了使用何種濾波器不同，LTE標準并沒有在協議中指定一個特定的發射濾波器類型，而是允許根據應用場景使用不同的濾波器來達到更優的EVM還是更優的ALCR。

8.減小衰(shuai)減器切(qie)換的磨(mo)損

下面來談談信號源在產線測試中的優化。在此之前，需要介紹一下信號源的衰減器(qi)組(zu)的實現方式(shi)，通常是機械衰減器(qi)或電子衰減器(qi)。

機械(xie)衰減器的優點(dian)、缺點(dian)：

+ 高衰減范圍

+ 在大(da)于12.75GHz以(yi)上一般(ban)只能(neng)用機械衰減器(qi)

+ 低溫度漂移

+ 低插入損耗

+ 低VSWR

- 較長的切換時(shi)間(jian)(> 20 ms)

- 長時間使用磨損較為嚴重

- 做(zuo)功(gong)率掃描(miao)衰減器切(qie)換時噪聲較大

另外(wai)一種電子衰(shuai)減器的優點、缺點：

+ 高衰減范圍

+ 較短的切換時間

+ 幾乎無切換磨損

- 工作頻段較低

- 低輸出功率

- GaAs工藝較高的溫度漂移

在產線進行發射機自動化功率測試時，通常上位機會控制待測件和激勵信號源會進行功率連續掃描調整到額定發射功率。信號源的(de)輸出信(xin)號(hao)(hao)在機(ji)械或(huo)電子衰減器(qi)切(qie)換時(shi)會產生信(xin)號(hao)(hao)閃(shan)斷(duan)的(de)現象(xiang)，導致待測件(jian)輸出信(xin)號(hao)(hao)的(de)間斷(duan)。