新的射頻技術的發展，需憑藉可挑戰效能極限的測試設備。安捷倫X系列信號產生器MXG便是最好的例子，如今該儀器在相位雜訊和寄生效能、信號精純度、調變頻寬與輸出功率等方面皆立下了新的標準。

新式的信號產生器採用一種新的三迴路合成器設計，運用分數-N型（fractional-N）ASIC來達到領先業界的相位雜訊與寄生效能。如圖1所示，針對不同的應用可選擇不同的相位雜訊效能選項，以達到最佳的價格效能比。

圖一 : MXG的相位雜訊超低。該儀器提供不同的相位雜訊效能水準作為選項。

在1 GHz頻率和20 kHz偏移下，標準的MXG可提供-134 dBc/Hz的相位雜訊。當使用UNX/UNY選項時，相位雜訊可提升至-146 dBc/Hz。寄生效能在實作多迴路技術下，可達到-96 dBc/Hz（所有的數字皆為典型值）。

合成器結構在寬頻雜訊方面也能顯出類似的好處，新式的信號產生器在1 GHz頻率下，皆可使寬頻雜訊降至-163 dBc/Hz。所有這些規格，都勝過前一代信號產生器達10 dB以上。其他的信號精純度數據也已經獲得改善。舉例來說，W-CDMA（TM1, 64 DPCH）的ACPR可達-73 dBc。

令人印象深刻的是，這樣的信號精純度絲毫不會影響到頻率捷變（frequency agility）。如今所有的X系列信號產生器，在列舉掃描模式下的切換速度皆不到900 μs。

新的X系列信號產生器除了信號精純度之外，還可提供純淨的功率。就放大器測試應用來說，必須在高功率位準下提供精純的信號，以模擬及量化如諧波、交互調變和壓縮等非線性特性。為協助工程師避免因使用外部放大器而造成的昂貴成本與不便，MXG指定在3 GHz頻率下提供業界領先的+24 dBm（典型值為+27 dBm），以及5 GHz頻率下的+19 dBm輸出功率。此完美的輸出功率與精純信號組合，主要歸功於安捷倫自家的低損耗PIN二極體電子衰減器，在使用頻繁的製造測試環境中，這些元件還可提供較長的使用壽命與較高的可靠度。

調變準確度與高頻寬的新標準

行動通訊與無線網路的資料速率持續快速攀升，導致密集的星狀圖與寬廣的調變頻寬。IEEE 802.11ac標準是一個最好的例子，其採用256QAM調變技術，在高達160 MHz的頻寬下保證可達到十億位元（gigabit）的傳輸速度。新型信號產生器使用先進的調變器電路和創新的校驗技術，來克服通常會隨著頻寬的增加而惡化的I/Q和頻率響應問題。結果得到的調變信號，將可消除對系統調變錯誤的來源或幅度的疑慮。

要將技術提升到更高的層次，通常不會考慮使用現成的ASIC。新型信號產生器所採用的IQ調變器證實了這件事。由安捷倫自行開發製造的IQ調變器位於調變區段的核心，在內部信號源的160 MHz和外部基頻信號源的300 MHz頻寬下，可提供全世界最佳的ACPR效能。該調變區段的線性化，是由內部校驗源以及可為即時基頻處理器提供向量修正係數的演算法所負責。以802.11ac標準來說，新型信號產生器在160 MHz和80 MHz的頻寬下，採用256QAM調變技術時的差錯向量幅度（EVM）可達0.4%（典型值）。

內建的通道校驗還提供從調變器到射頻輸出的完整向量修正。這可以確保新型信號產生器在160 MHz頻寬，達到高動態範圍及0.2 dB的平坦度。此外，完全不需要使用者介入，例如手動調整IQ。

即使在處理較窄的信號上，寬廣的調變頻寬與高動態範圍亦可為使用者帶來一些好處。在現今頻譜擁擠的環境中，接收器必須克服如相鄰通道干擾和各種中斷類型等問題。舉例來說，新型智慧手機可以讓三個以上的收發器同時運作，而且必須在鄰近有類似複雜性的其他裝置處運作。X系列的高頻寬調變器可以產生由完整頻譜區段所組成的測試信號，包括目標信號，以及可能成為干擾源的相鄰和間隔通道，或許還包含寄生或暫態信號。

兼具即時信號產生能力與深度任意波形記憶體

即時基頻信號產生能力與任意波形播放記憶體，在調變信號的產生上各有其優點；有些應用可能比較適合採用其中某一種方法。新型向量信號產生器將這些基頻產生器整合到儀器中，確保使用者永遠可以使用最佳的方法。

即時基頻產生器及其處理器加速器，可支援行動通訊、無線網路、音訊/視訊廣播與導航（例如GPS和GLONASS）的許多應用。即時模式還支援自訂或彈性的調變類型，包括高達1024QAM的密集星狀圖。

即時模式可供建立超長持續時間的複雜信號情境。以衛星導航而言，MXG和EXG可以產生用來代表多達32顆視線傳輸（line-of-sight）GPS/GLONASS衛星的信號，包括對衛星的能見度和電力進行長達24小時的即時控制。

行動無線系統的回饋迴路亦可受惠於即時信號產生能力，這類系統的閉迴路測試（closed-loop testing）可用於評估真實通道的處理速度。圖2為一個配置範例。

圖二 : 電晶體-電晶體邏輯 (TTL)回饋信號可控制射頻信號源中的即時基頻產生器，以執行閉迴路測試。

在LTE HARQ這類測試中，X系列信號產生器可以接收TTL位準的回饋信號，並重新設定傳輸信號，同時維持鏈路的完整性。這項功能有助於對受損通道，進行更實際的處理速度測試。

X系列還提供超深的任意波形記憶體。從深度任意波形記憶體播放基頻資料，是在射頻頻率產生許多不同的信號類型的彈性方法。任意波形記憶體的信號通常是由PC程式所產生，例如安捷倫的Signal Studio，適用於各種無線、視訊和導航標準，例如LTE、W-CDMA、HSPA、802.11、DVB-T/H、GPS和GLONASS。新型信號產生器分別提供高達1 GSa和512 MSa的記憶體，這通常已超出符合性測試的需求，有時還可為即時信號產生功能提供一個替代方案。

精確的瑕疵信號：自訂相位雜訊

即時向量信號處理功能可以修正信號或對信號進行預失真，以修正系統或通道問題，但也可以用來對信號進行選擇性的劣化。雖然信號產生器一般用來提供乾淨的激發或參考，但在測試系統對典型瑕疵的響應上也極為重要。

新型信號產生器的超低相位雜訊不必然是一項優點。真實的系統必須同時處理連續波（CW）和調變信號的相位雜訊。因此，以信號產生器作為可調整且準確的替代方案，將有助於縮短開發時間及減少出現效能不足或效能過高的機會（及可能衍生的成本）。

新型信號產生器中的即時信號處理ASIC，可為CW和調變的信號自訂相位雜訊位準。有一項重要的創新技術，可依不同的偏移將相位雜訊調整到不同的位準，包括趨近雜訊的陡坡，合成器基底雜訊的平坦坡，以及寬廣偏移雜訊的淺坡。

降低測試成本

長期下來的總測試成本，遠比設備成本還要複雜。X系列信號產生器是為了在實際的製造環境中，盡可能縮減整個生命週期的成本而設計。它們提供各種不同的選擇，以實現最佳的效能、功能與成本。

新型信號產生器提供中等效能與高效能的類比和向量信號產生器，依不同的應用需求提供不同的頻率範圍。此彈性設計是敏捷製造（agile manufacturing）的基礎，靈活的硬體選項和應用軟體結構可讓信號產生器隨著需求的改變而重新調整，以便長時間維持生產力。

理想的信號產生器一旦就定位，不太需要照管就能自行作業。新型信號產生器的低損耗固態衰減器可以完成無數次的振幅變更而不會損壞，因此提供三年的儀器校驗週期是可行的。自我診斷、再生組件交換方案、以及維修後不需進行校驗或調整的創新硬體設計，可使不具生產力的停機時間減到最短。

結語

新的X系列信號產生器的效能與能力，顯然已跟上射頻技術急遽發展的腳步。藉由挑戰效能、功能與成本的極限，這些儀器為工程師的設計與製造作業提供了更好的選擇。

--本文由安捷倫科技提供--