信號發生器關鍵技術指標精度

精度往往會與精準度產生混淆。信號發生器的精度是它的輸出值接近設定值的程度。精準度是信號發生器輸出波動的程度。高精準度的發生器輸出穩定，變化很小。但是，高精準度發生器并不一定有精確的輸出。圖1 所示為精度與精準度之間的區別。

圖1. 信號發生器的精度與精準度

關鍵的精度技術指標

精度有兩個關鍵的技術指標，即幅度精度和頻率精度。需要多大的精度取決于具體應 用。如果您是測試無線接收機的靈敏度，其精度為 ± 4dB，則需使用幅度精度為 ± 1dB 的信號源，以便實現 4:1 的測試精度比（TAR）。

信號發生器的幅度精度

幅度精度是指信號發生器的輸出幅度接近于設定幅度的程度。幅度精度通常在一個頻率和溫度范圍內指定。

功率范圍 ： 信號源能覆蓋的信號功率范圍 (-135dBm to +20dBm)

幅度精度： 輸出功率與與設定輸出功率的接近程度 (+/- 0.6dB)

幅度分辨率 ：最小功率增量 (0.01dB)

開關速度：從一個功率電平切換到另一個功率電平的快慢程度 (5ms to 650 μs)

反向功率保護：防止來自被測件的不當傳輸對信號源造成損害

由于信號發生器的輸出精度會隨溫度的變化而降低，因此要指定溫度范圍。例如，當環境溫度不在 20°C 至 30°C 的范圍內時，N5182B的絕對電平精度會降低 0.01 dB/°C。

表 1. N5182B MXG 信號發生器的精度技術指標

技巧：為了提高進入被測器件的信號精度，我們可以在被測器件與測 試系統連接之處執行平坦度校正。執行平坦度 校正可以消除由電纜和切換損耗引起的誤差。

信號發生器的幅度平坦度

幅度精度會影響信號發生器的頻率掃描能力。在測試濾波器和功率放大器時通常會用到頻率掃描。幅度從一個頻率到另一個頻率的改變越小，輸出就越平坦。從 一個頻率變換到另一個頻率時幅度的變化稱為平坦度。雖然平坦度與幅度精度密切相關，但它們并不相同。平坦度技術指標比幅度精度技術指標更為嚴格，它通常是參考啟動頻率的幅度。圖 2 對這一點進行了說明。

圖 2. 信號發生器幅度精度與平坦度之間的比較。

改善信號發生器的精度以提高良率

接收機靈敏度測試需要用到具有精確輸出功率的信號發生器/信號源。接收機靈敏度測試可以確 定接收機是否能夠檢測到超過指定功率電平的弱信號。例如，4G 手機接收機的指定靈敏度水平為 -110 dBm。如果接收機不能檢測到功率電平為 -110 dBm 或更高的信號，那么這樣的接收機將不會被采用。

我們用 4G 接收機做為示例，來看一下較差的精度對測試良率的影響。假設有一個信號發生器，它的幅度精度為 ±5 dB。為避免過度接受（或誤報）的情況出現，我們把信號發生器的輸出設置為 -115 dBm。功率電平為 -115 dBm 時，信號發生器的輸出功率將在 -110 dBm 到 -120 dBm 之間變化。在圖 3 中可以看到，使用此信號發生器的話，您會無意中拒絕具有臨界性能的四個完好的接收機。

理想的信號發生器

圖3 較差的幅度精度對測試良率的影響

要提高測試良率，您只需使用更精確的信號發生器。使用幅度精度技術指標為 ±1 dBm 的信號發生器，我們把它的輸出設置為 -111 dBm。圖4 可見，之前測試過的同樣六臺接收機中的四臺現在通過了靈敏度測試。通過使用更精確的信號源，我們將誤報減少 了 75%。

更精確的信號發生器/信號源的成本可能會更高。然而，從長遠來看，提高良率將使投資成本更快地 得到回報。

圖4. 提高幅度精度對測試良率的影響。

信號發生器的頻率精度

號發生器的頻率精度受兩個主要因素的影響，即參考振蕩器的穩定性和信號源自上一 次校準以來的時間。雖然溫度和線路電壓也會對頻率穩定性造成影響，但其影響要比老 化效應的影響低幾個量級。因此，要注意的關鍵技術指標是參考振蕩器的老化率。

信號發生器中使用的典型參考振蕩器具有每年 0.152 ppm 的老化率。具有該參考振蕩 器的 10 GHz 信號發生器如果在過去一年未曾校準，則其頻率精度為 ±1.52 kHz。算法如下：

頻率精度（Hz）= 輸出頻率（Hz）x 老化率（ppm/年）x 自上次校準以來的時間

= 10 GHz x 0.152 ppm/年 x 1（年）

= 1.52 kHz

表2. N5182B MXG 信號發生器的精度技術指標。

頻譜是一種有限的資源

頻譜信道間隔很窄，難以增加數據帶寬。因此，接收機必須能夠在抑制來自相鄰信道干擾的同時處理弱信號。鄰道選擇性（ACS）測試測量的是接收機在其指定信道接收信號，并且同時拒絕相鄰信道的強信號的能力。

這個測試用到了兩個信號發生器。第一個信號發生器以高出接收機靈敏度的信道內頻率輸入測試信號。第二個信號發生器輸出一個相鄰信道信號。信道外信號的輸出增加，直到接收機的靈敏度降低到規定的水平。

在 ACS 中，測試的頻率精度和干擾信號很重要。較差的頻率精度會使得信號之間以及信號與濾波器之間不是距離太近就是距離太遠。例如，假設您想在兩個 200 MHz 中心頻率的信號之間設置 1 KHz 的間隔，而信號源的老化率為 ±1 x 10-6/年。那么， 信號源的頻率誤差將會是 200 MHz x 1 x 10-6，即 ±200 Hz。于是，該間隔可能是 600 Hz 到 1400 Hz 之間的任何一個值，如圖5 所示。

最好的情況是，這樣會導致誤報；而最壞的情況是，這樣會導致漏報不符合標準的接收機。

圖 5. 頻率精度對相鄰信道選擇性測試的影響。相對于兩個相鄰信道之間的 1 kHz 間隔，我們知道它的間隔從 600 Hz 到 1400 Hz 不等。