PA VNA/頻譜整合量測方案
單一平台涵蓋網路與頻譜分析，加速放大器特性驗證
對放大器等複雜待測物 (DUT) 進行全面特性分析，需要量測多種參數，這類量測可能需要多個測試裝置或昂貴的設備；R&S®ZNL 憑藉其多功能性，成為一個經濟實惠的解決方案，它能同時利用網路分析與頻譜分析兩種模式，來分析多樣化的待測物 。
R&S®ZNL (後方) 搭配 R&S®FS-SNS18 (左方) 和由 R&S®HMP2030 可程式電源供應器 (右後方) 供電的外部前置放大器 (右方)，正在量測放大器的雜訊指數 。
測試任務
放大器是射頻 (RF) 元件中最常見的元件之一，應用範圍廣泛；但它同時也是量測上最複雜的待測物 (DUT) 之一，為了更完整的特性分析，放大器除了必須測試特定頻率或功率下的線性 S 參數，還需量測諧波失真、三階交截點 (TOI)、壓縮點與雜訊指數 (NF) 等參數，而這些量測，傳統的向量網路分析儀 (VNA) 可能無法實現，事實上，測試這些參數通常需要高階設備。
經典的經濟型 VNA 通常需要複雜的配置和耗時的後處理，才能讓數據以正確的格式呈現，雖然在VNA 和頻譜分析儀之間切換測試站是可行的，但在時間或空間有限的情況下，這並不理想，因為需要移動待測物、儀器、纜線與校正套件或單元 。
羅德史瓦茲解決方案
透過頻譜分析儀、訊號產生器和雜訊指數量測功能（需加購 R&S®ZNLx-B1、R&S®ZNL-K14 和 R&S®ZNL-K30 選項），R&S®ZNL 可以解決上述所有問題 ，並徹底省去在不同測試站之間移動測試配置的需求 。
R&S®ZNL 是一款經濟型多功能的便攜式測試裝置，它包含了向量網路分析儀功能，可透過 R&S®ZNLx-B1 選項升級為真正的頻譜分析硬體，該儀器將所有工具與性能整合在一個輕巧、小型化的單一設備中 ，提供完整的放大器特性分析所需的一切，甚至可選配電池組 (R&S®FPL1-B31 選項) 以實現最大行動性；在網路分析與頻譜分析模式間切換非常容易 ，而 R&S®ZNL Multiview 功能則能將兩種模式的所有結果顯示在一個視窗中，方便資料顯示與全面的報告產出 。
R&S®ZNL Multiview 的資料顯示畫面 。當啟用多個模式作為額外通道時，此配置會自動啟用，使用者可透過畫面頂端的對應標籤進行切換 。
測試應用
網路分析模式
在向量網路分析（VNA）模式下，R&S®ZNL 能夠精準量測放大器的增益、輸入回波損耗 (或 VSWR) 和輸出回波損耗。您只需設定頻率範圍、掃描點數，並選擇適當的頻寬來平衡所需的動態範圍與量測速度。
儘管 R&S®ZNL 的測試埠可承受高達 +27 dBm 的輸入功率而不受損，但仍需確保待測放大器與 R&S®ZNL 內部接收機不會進入壓縮狀態，因此，請謹慎選擇 R&S®ZNL 的輸出功率，並在必要時使用外部衰減器。當接收機過載時，系統會顯示警告訊息，以確保量測的準確性與設備的完整性。
- 額外保護與功能：
您可啟用 R&S®ZNLx-B31 選項來為 1 號埠開啟接收機步進衰減器，或啟用 R&S®ZNLx-B32 選項來為 2 號埠開啟。此外，透過 R&S®ZNLx-B22 選項，輸出功率可設定低至 –40 dBm。
在開始任何測試之前，務必進行完整的雙埠校正。儀器選單中的校正流程會逐步引導您完成，無論是使用手動校正套件還是羅德史瓦茲的自動校正單元，都能確保量測結果的準確性。
頻譜分析儀量測選項選單。此選單可透過在頻譜分析模式下按下「Meas」按鈕來存取 。
在網路分析模式下，對指定頻率範圍內增益約為 15 dB 的放大器進行 S 參數振幅量測 。
頻譜分析模式：多樣化量測選項
在 R&S®ZNL 的「Mode」選單中，您可以切換到頻譜分析模式，這讓您無需進行任何實體連接變動，即可執行多種量測並方便地顯示相關資訊，針對放大器測試，我們推薦以下幾種量測：
- 零頻寬掃描 (Zero span)
- 諧波失真 (Harmonic distortion)
- 三階交截點 (Third-order intercept)
零頻寬掃描：尋找壓縮點
零頻寬掃描可用來在特定頻率下量測放大器的壓縮點，此量測通常需要一個外部訊號源，但若您啟用 R&S®ZNL-K14 選項，儀器內建的獨立連續波 (CW) 訊號產生器便可為您省去額外設備的需求。
量測時，您只需設定測試頻率並選擇適當的衰減，接著將訊號產生器的功率位準設得足夠低，以確保待測物處於線性工作區；為了方便辨識壓縮點，您可以調整參考位移 (reference offset)，讓螢幕上顯示的數值與訊號產生器的輸入位準相匹配；當您逐漸增加 CW 訊號源的位準時，只需監控螢幕顯示的數值，並觀察當該數值比輸入位準低 1 dB 時，即可判定 –1 dB 壓縮點。
在 500 MHz 下的放大器「零頻寬掃描」量測，當 CW 輸入訊號為 –20 dBm 時，選擇參考位移使標記顯示的數值與訊號產生器輸入相同（–20 dBm），然後，逐漸增加訊號位準，直到標記顯示的數值與訊號產生器位準正好相差 1 dB，由此可判定 –1 dB 壓縮點對應的輸入功率為 –10.5 dBm。
諧波失真與三階交截點 (TOI) 量測
您還可以在頻譜分析模式下，方便地執行以下兩種測試：
諧波失真：
在量測選單中選擇「諧波失真」，系統會自動顯示所選載波的前十個諧波數據，以及總諧波失真 (THD) 數值，您也可以在選單中調整諧波的數量和掃描時間。
透過「諧波失真」量測，可方便地顯示 500 MHz 載波的前十個諧波，結果摘要表會列出它們的頻率與功率位準，CW 訊號產生器可從螢幕左側的工具列進行操作 。
NRP18T 功率感測器支援 DC 至 18 GHz 的 –35 dBm 至 +20 dBm 量測。
三階交截點：
選擇「三階交截點」則可輕鬆顯示交互調變產物，此測試需要雙音訊號作為待測物的輸入，可透過外部合路器將兩個不同的 CW 訊號合併而得，其中一個訊號可由 R&S®ZNL 的 1 號埠（需啟用 R&S®ZNL-K14 選項）提供，第二個訊號則來自外部訊號源，此配置能夠提供放大器的 TOI 資訊。
R&S®ZNL6 的 CW 訊號產生器設定為 1 GHz ，而另一個 1.2 GHz 的 CW 訊號則由外部訊號產生器提供，這兩個音訊透過合路器合併後，作為輸入提供給放大器；R&S®ZNL6 在「三階交截點」量測模式下，對產生的頻譜進行量測，此外，還可啟動頻譜圖 (spectrogram) 功能 。
這些功能讓您能夠全面性地評估放大器的性能，從線性增益到非線性失真特性，皆可輕鬆掌握。
增強量測準確度與範圍
若要在頻譜分析模式下獲得更廣的量測範圍或更高的功率準確度，可透過啟用 R&S®FPL1-K9 選項，來支援所有 R&S®NRP 功率感測器。
補償纜線損耗
纜線會引入訊號損耗，因此有必要檢查待測物輸入端的功率位準。
- 在頻譜分析模式下，您可以比較訊號產生器的設定功率與儀器顯示的位準，只需將原先連接到待測物輸入端的纜線，改為連接到儀器的 2 號埠或功率感測器，即可測得損耗，您也可以使用訊號產生器的位移功能來微調輸入訊號，以補償纜線損耗。
- 在網路分析模式下，則可透過分析 1 號埠的波量 a1 和 2 號埠的 b1 來進行類似的評估。
測試放大器雜訊指數 (NF)
您可以透過 R&S®ZNL 的「Mode」選單中選擇「雜訊指數」來測試放大器的 NF，此功能需要啟用 R&S®ZNL-K30 選項，並可能需要搭配雜訊源與外部前置放大器，具體取決於待測物的要求。
- 自動化與準確性：
R&S®FPL1-B5 選項可直接透過 R&S®ZNL 控制雜訊源，若想進行簡單且高準確度的 NF 量測，建議使用 R&S®FS-SNS 智慧雜訊源，系統會自動辨識此裝置，無需額外設定。 - 量測步驟：
- 校準 (Calibration)：
將雜訊源透過前置放大器連接至 R&S®ZNL 的 2 號埠，以校準系統。 - 量測 (Measurement)：
校準完成後，將待測物（DUT）插入雜訊源與前置放大器之間，即可進行量測。
- 校準 (Calibration)：
- 不確定度計算：
所有 R&S®FS-SNS 型號都支援不確定度計算，並會直接顯示在 NF 圖中，您只需在選單中勾選「前置放大器使用」選項，並輸入其增益和 NF 數值，即可啟用並正確顯示不確定度。
以放大器為例，R&S®ZNL 可在 1 GHz 至 2.4 GHz 頻率範圍內進行 NF、增益和 Y-factor 量測，所有數據都將以圖表和表格形式清晰呈現；此外，若使用 R&S®FS-SNS18 等智慧雜訊源，儀器能夠自動進行不確定度計算，讓設定過程變得更加簡單。
R&S®ZNL：一款功能全面的多用途儀器
R&S®ZNL 是一款功能強大的多用途向量網路分析儀，它能夠輕鬆對放大器等複雜的待測物進行特性分析，無需繁瑣的配置，使用者也無需具備深厚的射頻（RF）專業知識。
主要功能與優勢
- 極高的靈活性：
內建頻譜分析功能，並支援訊號產生器與雜訊指數 (NF) 量測，確保儀器具備高度的彈性。 - 出色的便攜性：
多種硬體選配，例如可選配的電池組，讓 R&S®ZNL 成為一款適用於實驗室或攜帶式等各種工作環境的全能型工具。 - 精準的量測：
透過搭配 R&S®NRP 功率感測器和 R&S®FS-SNS 智慧雜訊源，可以輕鬆實現更精準的量測。
相關產品
R&S®ZNL 向量網路分析儀
R&S®ZNL 是一款三合一的多功能儀器，整合了向量網路分析儀 (VNA)、頻譜分析儀 (SA) 和功率計，無論在實驗室或現場都能提供卓越的效能。
透過獨特的選項概念，R&S®ZNL 能幫助您有效降低投資成本，基礎機型支援 5 kHz 至 20 GHz 的頻率範圍，並可依需求擴充，以內建完整的頻譜分析儀和射頻（RF）功率計功能，此外，頻譜分析模式還支援 CW 訊號產生器選配。
有了這台小巧且功能整合的儀器，研究實驗室、服務中心、大學和製造工廠便無需再添購多台儀器，R&S®ZNL 不僅能提供比同級專用儀器更快的量測速度，同時也具備更優異的射頻性能。
主要特點
- 頻率範圍廣：支援從 5 kHz 到 20 GHz 的寬頻量測。
- 卓越的量測效能：提供高動態範圍與低雜訊，確保量測結果精準可靠。
- 雙埠向量網路分析：作為一款雙埠 VNA，它能夠進行全面的雙向量測。
- 可擴充的頻譜分析功能：可選配完全整合於硬體板的頻譜分析儀，頻率範圍更高達 26.5 GHz。
- 小巧、多樣且高性價比：其小型化的設計、多樣化的功能整合以及經濟實惠的特性，使其成為一款性價比極高的儀器。
R&S®FS-SNS 智慧雜訊源
R&S®FS-SNS 智慧雜訊源專為實現簡單而精準的雜訊指數 (NF) 和增益量測而設計，此裝置最主要的優勢在於，它能自動載入所有必要的參數（例如 ENR 表），並考量環境溫度，因此能大幅提升量測的準確度，此外，它還會自動計算並在結果畫面上顯示量測不確定度，讓您能輕鬆掌握數據的可靠性。
主要特點
- 頻率範圍廣：提供多種型號，頻率範圍最高可達 110 GHz。
- 廣泛的儀器支援：相容於多款羅德史瓦茲的儀器，包括 R&S®FSW、R&S®FSV、R&S®FPL1000 等訊號與頻譜分析儀，以及 R&S®ZNL 網路分析儀等。
- 自動化功能：除了自動載入 ENR 表外，還提供ENR 不確定度與反射係數表，用於自動計算量測不確定度，並能自動讀取溫度以確保準確性。
射頻與微波功率計
R&S 提供一系列 RF 與微波功率計和感測器，以實現超高量測準確度和速度，此系列功率感測器能夠確保精確可靠的量測，其優勢包括：
- 量測準確度與速度：提供業界領先的量測準確度與速度。
- 技術領先：在熱、二極體和 OTA (over-the-air) 等核心量測技術上保持領先地位。
- 可追溯性：量測結果可追溯至國家標準，確保數據的可靠性。
無論您的應用需要通用型、定向型、微波型，甚至是太空級或頻率選擇性功率感測器，都能提供適合您的解決方案，使其成為準確功率量測的首選。