信号发生器关键技术指标精度

精度往往会与精准度产生混淆。信号发生器的精度是它的输出值接近设定值的程度。精准度是信号发生器输出波动的程度。高精准度的发生器输出稳定，变化很小。但是，高精准度发生器并不一定有精确的输出。图1 所示为精度与精准度之间的区别。

图1. 信号发生器的精度与精准度

关键的精度技术指标

精度有两个关键的技术指标，即幅度精度和频率精度。需要多大的精度取决于具体应 用。如果您是测试无线接收机的灵敏度，其精度为 ± 4dB，则需使用幅度精度为 ± 1dB 的信号源，以便实现 4:1 的测试精度比（TAR）。

信号发生器的幅度精度

幅度精度是指信号发生器的输出幅度接近于设定幅度的程度。幅度精度通常在一个频率和温度范围内指定。

功率范围 ： 信号源能覆盖的信号功率范围 (-135dBm to +20dBm)

幅度精度： 输出功率与与设定输出功率的接近程度 (+/- 0.6dB)

幅度分辨率 ：最小功率增量 (0.01dB)

开关速度：从一个功率电平切换到另一个功率电平的快慢程度 (5ms to 650 µs)

反向功率保护：防止来自被测件的不当传输对信号源造成损害

由于信号发生器的输出精度会随温度的变化而降低，因此要指定温度范围。例如，当环境温度不在 20°C 至 30°C 的范围内时，N5182B的绝对电平精度会降低 0.01 dB/°C。

表 1. N5182B MXG 信号发生器的精度技术指标

技巧：为了提高进入被测器件的信号精度，我们可以在被测器件与测 试系统连接之处执行平坦度校正。执行平坦度 校正可以消除由电缆和切换损耗引起的误差。

信号发生器的幅度平坦度

幅度精度会影响信号发生器的频率扫描能力。在测试滤波器和功率放大器时通常会用到频率扫描。幅度从一个频率到另一个频率的改变越小，输出就越平坦。从 一个频率变换到另一个频率时幅度的变化称为平坦度。虽然平坦度与幅度精度密切相关，但它们并不相同。平坦度技术指标比幅度精度技术指标更为严格，它通常是参考启动频率的幅度。图 2 对这一点进行了说明。

图 2. 信号发生器幅度精度与平坦度之间的比较。

改善信号发生器的精度以提高良率

接收机灵敏度测试需要用到具有精确输出功率的信号发生器/信号源。接收机灵敏度测试可以确 定接收机是否能够检测到超过指定功率电平的弱信号。例如，4G 手机接收机的指定灵敏度水平为 -110 dBm。如果接收机不能检测到功率电平为 -110 dBm 或更高的信号，那么这样的接收机将不会被采用。

我们用 4G 接收机做为示例，来看一下较差的精度对测试良率的影响。假设有一个信号发生器，它的幅度精度为 ±5 dB。为避免过度接受（或误报）的情况出现，我们把信号发生器的输出设置为 -115 dBm。功率电平为 -115 dBm 时，信号发生器的输出功率将在 -110 dBm 到 -120 dBm 之间变化。在图 3 中可以看到，使用此信号发生器的话，您会无意中拒绝具有临界性能的四个完好的接收机。

理想的信号发生器

图3 较差的幅度精度对测试良率的影响

要提高测试良率，您只需使用更精确的信号发生器。使用幅度精度技术指标为 ±1 dBm 的信号发生器，我们把它的输出设置为 -111 dBm。图4 可见，之前测试过的同样六台接收机中的四台现在通过了灵敏度测试。通过使用更精确的信号源，我们将误报减少 了 75%。

更精确的信号发生器/信号源的成本可能会更高。然而，从长远来看，提高良率将使投资成本更快地 得到回报。

图4. 提高幅度精度对测试良率的影响。

信号发生器的频率精度

号发生器的频率精度受两个主要因素的影响，即参考振荡器的稳定性和信号源自上一 次校准以来的时间。虽然温度和线路电压也会对频率稳定性造成影响，但其影响要比老 化效应的影响低几个量级。因此，要注意的关键技术指标是参考振荡器的老化率。

信号发生器中使用的典型参考振荡器具有每年 0.152 ppm 的老化率。具有该参考振荡 器的 10 GHz 信号发生器如果在过去一年未曾校准，则其频率精度为 ±1.52 kHz。算法如下：

频率精度（Hz）= 输出频率（Hz）x 老化率（ppm/年）x 自上次校准以来的时间

= 10 GHz x 0.152 ppm/年 x 1（年）

= 1.52 kHz

表2. N5182B MXG 信号发生器的精度技术指标。

频谱是一种有限的资源

频谱信道间隔很窄，难以增加数据带宽。因此，接收机必须能够在抑制来自相邻信道干扰的同时处理弱信号。邻道选择性（ACS）测试测量的是接收机在其指定信道接收信号，并且同时拒绝相邻信道的强信号的能力。

这个测试用到了两个信号发生器。第一个信号发生器以高出接收机灵敏度的信道内频率输入测试信号。第二个信号发生器输出一个相邻信道信号。信道外信号的输出增加，直到接收机的灵敏度降低到规定的水平。

在 ACS 中，测试的频率精度和干扰信号很重要。较差的频率精度会使得信号之间以及信号与滤波器之间不是距离太近就是距离太远。例如，假设您想在两个 200 MHz 中心频率的信号之间设置 1 KHz 的间隔，而信号源的老化率为 ±1 x 10-6/年。那么， 信号源的频率误差将会是 200 MHz x 1 x 10-6，即 ±200 Hz。于是，该间隔可能是 600 Hz 到 1400 Hz 之间的任何一个值，如图5 所示。

最好的情况是，这样会导致误报；而最坏的情况是，这样会导致漏报不符合标准的接收机。

图 5. 频率精度对相邻信道选择性测试的影响。相对于两个相邻信道之间的 1 kHz 间隔，我们知道它的间隔从 600 Hz 到 1400 Hz 不等。