測(cè)試不是一個(gè)增值活動(dòng)，就如同質(zhì)量控制中的檢查一樣。在理想的情況下，產(chǎn)品在制造完成后應(yīng)當(dāng)按設(shè)計(jì)意圖起作用。但是，事情從來(lái)就不是理想的。因此，我們?nèi)匀恍枰獪y(cè)試。

而測(cè)試需要花錢(qián)，很多很多錢(qián)。測(cè)試的時(shí)間越短，測(cè)試的成本就越低。因此，信號(hào)發(fā)生器的測(cè)試速度在制造中非常重要。那么，什么才是快速的信號(hào)發(fā)生器？

快速的信號(hào)發(fā)生器能讓您迅速地從一個(gè)頻率切換到另一個(gè)頻率，從一個(gè)幅度切換到另一個(gè)頻率，或者從一個(gè)波形切換到另一個(gè)波形。速度以毫秒為單位。圖 1 所示為 N5182B MXG 信號(hào)發(fā)生器的頻率切換速度技術(shù)指標(biāo)。

表1. N5182B MXG 信號(hào)發(fā)生器的切換速度技術(shù)指標(biāo)。

1. 從接收到 SCPI 命令或觸發(fā)信號(hào)至達(dá)到最終頻率的 0.1 ppm 或 100 Hz 以?xún)?nèi)的時(shí)間，取兩者 中的較大值。

2. 在內(nèi)部通道校正功能開(kāi)啟時(shí)，利用列表模式和 SCPI 模式所緩存的頻率點(diǎn)測(cè)得的頻率切換速度 < 1.3 ms。SCPI 模式下的起始頻率點(diǎn)的頻率切換時(shí)間 < 3.3 ms（測(cè)量值）。儀器將自動(dòng)緩 存最近使用的 1024 個(gè)頻率。單純的幅度變化不會(huì)影響測(cè)量速度。

3. 技術(shù)指標(biāo)僅在狀態(tài)寄存器更新關(guān)閉時(shí)適用。為遵守出口管制要求，達(dá)到最終頻率 0.05% 范圍內(nèi) 的連續(xù)波切換速度應(yīng)為 190 μs（測(cè)量值）。

影響速度的因素

切換速度受變化類(lèi)型和命令來(lái)源的影響。技術(shù)指標(biāo)中的時(shí)間指的是發(fā)送一個(gè)命令之后， 信號(hào)發(fā)生器的輸出穩(wěn)定下來(lái)所需的時(shí)間。顯示的速度指標(biāo)針對(duì)的是最壞的情況。典型的切換時(shí)間最多會(huì)再快 40%。

圖 1. 列表掃描配置表

當(dāng)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置為一個(gè)新頻率時(shí)，頻率合成器會(huì)把輸出更改為所需頻率。然后，輸出放大器將會(huì)調(diào)整功率電平，使得輸出功率在新頻率下保持不變。實(shí)際上，頻率切換需要頻率合成器和輸出放大器同時(shí)做出改變，這就是頻率切換通常比幅度切換慢的原因。

在進(jìn)行切換時(shí)，命令處理占用了大部分的時(shí)間。圖 4.2 所示為處理一個(gè) SCPI 命令請(qǐng)求 的時(shí)間分量。

為了加快切換速度，請(qǐng)使用列表/步進(jìn)掃描模式，而不是發(fā)送單獨(dú)的 SCPI 命令。在掃 描模式下，頻率、功率和波形狀態(tài)已預(yù)先獲知，并且下載到了信號(hào)發(fā)生器中的非易失性 存儲(chǔ)器中。信號(hào)發(fā)生器能夠接連不斷地對(duì)狀態(tài)進(jìn)行排序。掃描模式下的典型切換時(shí)間為 600 μs 至 800 μs，而 SCPI 模式下的切換時(shí)間為 2 ms。

某些信號(hào)發(fā)生器提供了高速切換選件。例如，N5182B MXG 信號(hào)發(fā)生器 具有 UNZ 選件，可提供亞毫秒 級(jí)的切換速度，非常適用于進(jìn)行大批量生產(chǎn)的測(cè)試環(huán)境。

圖2. 信號(hào)發(fā)生器中的 SCPI命令處理時(shí)間

從什么時(shí)候開(kāi)始,測(cè)試速度對(duì)無(wú)線(xiàn)制造變得如此重要

就在不久之前，只需要減少測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量就能縮短測(cè)試時(shí)間。如今這種策略不再奏 效?，F(xiàn)在，由于現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)器件中內(nèi)置了更多功能，因此需要對(duì)它們進(jìn)行更多測(cè)試。連 接功能在擴(kuò)展，不僅包括語(yǔ)音，還包括各種數(shù)據(jù)連接，如 RFID、藍(lán)牙（Bluetooth?）、 LTE、UWB 和 5G。這些模式需要在多個(gè)通道上以不同的功率電平，使用真實(shí)波形進(jìn)行 測(cè)試和驗(yàn)證。您也在不斷尋找提高測(cè)試吞吐量以降低成本的方法。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，您需 要提高速度。

這里有幾個(gè)制造場(chǎng)景，其中速度起著很關(guān)鍵的作用：

廣播接收機(jī)測(cè)量 — 包含廣播信號(hào)接收機(jī)的無(wú)線(xiàn)器件，廣播信號(hào)包括調(diào)頻立體聲、GPS 或要求性能驗(yàn)證的數(shù)字視頻。在某些情況下，這可能是簡(jiǎn)單的接收機(jī)靈敏度測(cè)量， 而在其他情況下，可能需要進(jìn)行誤碼率（BER）測(cè)量。無(wú)論是哪一種情況，都需要 對(duì)頻率、幅度和波形進(jìn)行快速切換。

多波形測(cè)試 — 許多自動(dòng)測(cè)試程序需要多個(gè)波形，例如，通過(guò)具有不同波形類(lèi)型的放大器測(cè)量失真或驗(yàn)證可變自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)（如 8PSK 和 QPSK）的功能性。

增益壓縮測(cè)試 — 可以通過(guò)改變輸入功率來(lái)測(cè)量放大器的增益壓縮。通過(guò)使用迭代測(cè)量來(lái)放大具體的增益壓縮點(diǎn)，可以對(duì)精確的增益壓縮點(diǎn)（如 1 dB 增益壓縮）進(jìn)行測(cè)量。

圖3. 一個(gè)復(fù)雜的射頻設(shè)計(jì)驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)。

先進(jìn)的電子戰(zhàn)

電子戰(zhàn)（EW）指的是利用電磁頻譜來(lái)阻止雷達(dá)感測(cè)和無(wú)線(xiàn)通信，并防止這些攻擊。為 了設(shè)計(jì)高效發(fā)揮作用的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，測(cè)試用的信號(hào)必須要能夠準(zhǔn)確、可重復(fù)地再現(xiàn)實(shí)際 電子戰(zhàn)環(huán)境。多發(fā)射機(jī)環(huán)境的仿真對(duì)于確保逼真的和有代表性的測(cè)試至關(guān)重要。這種多 發(fā)射機(jī)環(huán)境通常采用復(fù)雜的大型定制測(cè)試系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行仿真，而這些測(cè)試系統(tǒng)主要是用于 系統(tǒng)驗(yàn)證和認(rèn)證階段。

“目標(biāo)追蹤、電子戰(zhàn)和對(duì)抗措施都在飛速發(fā)展，這些都需要配備復(fù)雜的信號(hào)生成與分析能力，以便對(duì)多發(fā)射源進(jìn)行先進(jìn)的電子戰(zhàn)仿真和測(cè)試。”

技術(shù)的可用性和快速發(fā)展導(dǎo)致沖突領(lǐng)域充滿(mǎn)了來(lái)自更多種類(lèi)敵人的高級(jí)威脅。

電子戰(zhàn)系統(tǒng)的驗(yàn)證和認(rèn)證十分受制于使用逼真的信號(hào)環(huán)境進(jìn)行測(cè)試。由于加入了高保真 發(fā)射機(jī)來(lái)提高密度，電子戰(zhàn)測(cè)試的逼真度也隨之增加。除了發(fā)射機(jī)保真度和密度之外， 平臺(tái)移動(dòng)、發(fā)射機(jī)掃描模式、接收機(jī)天線(xiàn)模型、到達(dá)方向以及多徑和大氣模型都會(huì)提升 測(cè)試電子戰(zhàn)系統(tǒng)在真實(shí)條件下的能力。

電子戰(zhàn)系統(tǒng)現(xiàn)在設(shè)計(jì)用于在每秒 800 萬(wàn)到 1000 萬(wàn)個(gè)脈沖的密集環(huán)境內(nèi)使用精確的測(cè) 向和脈沖參數(shù)來(lái)識(shí)別發(fā)射機(jī)?，F(xiàn)代頻譜環(huán)境中存在成千上萬(wàn)個(gè)發(fā)射源，有射頻，有無(wú)線(xiàn) 器件，還有成百上千的雷達(dá)威脅，它們會(huì)在背景信號(hào)和噪聲中產(chǎn)生每秒幾百萬(wàn)個(gè)雷達(dá)脈 沖。威脅頻譜的概述如圖4 所示。

圖4. 電子戰(zhàn)仿真中使用的威脅頻譜示例

無(wú)線(xiàn)器件中集成了越來(lái)越多的功能，需要在更多條件下進(jìn)行具有更多設(shè)置的測(cè)試。 無(wú)線(xiàn)器件包含多個(gè)無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、多個(gè)頻段和多個(gè)天線(xiàn)。這給驗(yàn)證和生產(chǎn)測(cè)試帶來(lái)了巨 大的挑戰(zhàn)。測(cè)試工程師一直在尋找提高測(cè)試吞吐量和降低成本的方法。一旦配備了 快速切換功能，在大多數(shù)情況下，這些信號(hào)發(fā)生器能在不到 1 毫秒的時(shí)間內(nèi)切換頻 率、幅度或波形。

下面我們將討論更多高級(jí)主題，如調(diào)制、頻譜純度、失真和軟件。學(xué)習(xí)不同類(lèi)型的調(diào)制方案，并對(duì)諧波和雜散做更深入的了解。我們將分享為什么失真并不總是一件壞事，以及如何使用最新軟件來(lái)提高您的工作效率。