了解RF仪器规格第一部

明相位噪声的影响，那就是分析频域内的单一音调。图3 为两个模拟载波：一个是理想载波，一个具有相位噪声。

图3. 理想载波vs. 非理想载波

图3 左侧为单一音调产生，理论上会造成单一功率峰值，集中在非常精确的频率范围内。 右侧却很不一样，其中的相位噪声(主要是时域抖动) 会使信号以渐歇性的方式分布在频域内。

只要量测偏离所需载波的多项信号振幅，即可取得相位噪声。如图3 右侧所示，我们量测了误差值为1 KHz 的–95 dBc 相位噪声，以及误差值为10 KHz 的–146 dBc 相位噪声。

RF 仪器相位噪声的重要性取决于应用本身。 如要侦测接近特定重要信号的低阶遮蔽信号，就会需要密集的相位噪声。 使用具有大量相位噪声的LO 时，相位噪声就会在之后的IF 信号中变大。 图4 为LO 相位噪声转换至后续IF 信号的相位噪声。

图4. LO 相位噪声产生了IF 相位噪声

就此应用而言，这两个信号的相位噪声会彼此干扰，让工程师难以辨识特定的遮蔽信号特性。

此外，也可通过星座图来呈现信号解调变，以便了解相位噪声的影响。 具有大量相位噪声的信号会在星座图中呈现出规律旋转的状况。图5 比较了理想的4 相位偏移调变(4-Phase-Shift Keying，4-PSK) 信号与四个符号(以黑点表示)，并且从左图传输至右图中具有大量相位噪声的信号。

图5. 出现相位噪声时，星座图呈现旋转状况

相位噪声会降低RF 仪器的错误向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM) 效能，进而影响实际的量测作业。 就位错误率(Bit Error Rate，BER) 测试而言，相位噪声会增加错误率。

6. 电压驻波比(VSWR)

电压驻波比 (Voltage Standing Wave Ratio，VSWR) 与传输线(Transmission Line) 理论有密切的关联，而且随着仪器频率范围扩大，也变得越来越重要。 大致上来说，VSWR 是指沿着传输线出现的阻抗失配(Impedance Mismatch) 而造成的信号反射状况。

就理想状况而言，RF 仪器的阻抗(通常是50 Ω) 会符合每个接线的阻抗与待测设备的输入阻抗。然而，不对称信号轨迹与零件/组件差异等减损状况，都会改变仪器阻抗的特性。 因此，信号反射会在RF 传输时出现，并且影响信号的振幅与相位准确度。

信号反射振幅取决于所使用的材质属性与频率范围。传输线的阻抗失配会直接造成VSWR，而且在高频率范围内还会变得更严重。 举例来说，如果VSWR 是1:1，代表系统完全相符。 相反的，如果VSWR 是1.1:1，代表高达10% 的信号振幅在传输线内出现了反射状况。

因为VSWR 也取决于材质属性，可以根据反射系数 Γ 计算而得，方程式如下：

VSWR 对测试信号的影响非常大，因为会需要调整信号的相位或振幅。 此外，所产生的信号振幅可能会增加也可能会减少，视VSWR 反射相位而定。 图6 说明了VSWR 反射影响信号振幅的方式。

图6. VSWR 反射会影响信号振幅

原始信号的反相(Out-of-Phase) 反射会引发些微的抵销效应。 如图6 所示，随之而来的复合信号振幅已稍微减少。就大多数情况下，使用内接或外接衰减器后可降低VSWR。 因此，通过内部衰减来增加仪器参考准位，即可减少VSWR。

VSWR 规格非常重要，因为这会大幅影响仪器的振幅准确度。RF 滤波器特性测试等应用所需的振幅准确度越高越好。RF 滤波器的特性是根据激发信号频率而量测到的振幅减损，所以激发信号与分析仪器的振幅准确度都很重要。

7. 结论

了解RF 仪器规格：第一部提供了RF 相关规格的基本信息。 请记得，其中许多规格也适用于所有的RF 设备，不只是仪器而已。所以设计流程中可能会接触到相同的规格。 本系列第二篇文章说明了用来测试RF 发生器特性的规格，包含频率容错、线性度、功率输出、1 dB 压缩点、三阶交调截取等项目。