突破介面與速度限制
PMX40 即時射頻功率量測方案
傳統與 USB 射頻功率計的演進與挑戰
數十年來，射頻功率量測主要仰賴桌上型功率計，這些儀器早期採用透過類比線纜連接的類比感測器，儘管配備旋鈕、按鈕和數位顯示器，這些耐用的儀器至今仍廣泛應用於許多工程師的工作中；然而，近年來推出的 USB 功率計，將大部分桌上型儀器的功能整合至 USB 射頻功率感測器本體中，這些感測器的出現，開創了射頻功率量測的新方法，提供更精巧便攜的解決方案，透過使用者自備電腦上顯示的圖形化使用者介面，取代了傳統的旋鈕、按鈕和數位顯示器，感測器的控制可透過供應商提供的軟體或使用者自行開發的軟體直接進行。
儘管 USB 射頻功率計在效能和便攜性方面有所提升，但也犧牲了一些便利性；作為高性能射頻與微波測試設備的領導者，Boonton 致力於提供兩全其美的解決方案，消除傳統桌上型儀器與電腦連接的 USB 射頻功率感測器之間的權衡取捨；於是，PMX40 射頻功率計應運而生，它融合了傳統桌上型儀器的實用性、USB 射頻功率感測器的彈性和效能，以及現代多點觸控顯示器的簡便性，所有這些都建立在 Boonton 屢獲殊榮的技術基礎之上（見圖 1）。
PMX40 射頻功率計：整合傳統與創新的量測方案
PMX40 保留了傳統桌上型儀器的實體使用者介面，但採用了現代、簡潔的設計和精簡的功能（如圖 2 所示）；其具備直覺使用者介面的多點觸控顯示器，可快速進行感測器配置，並迅速存取分析工具，共同提供獨立的射頻功率量測解決方案，用於捕獲、顯示和分析時域與統計域中的峰值和平均射頻功率；該儀器最多可獨立或同步使用四個感測器，進行連續波 (CW)、調變和脈衝訊號的多通道量測。
使用者在操作介面中可輕鬆切換三種量測模式，「連續模式」顯示重複訊號的平均、最大和最小功率量測數值；「脈衝模式」提供高達 16 個自動脈衝參數，具備捕獲快速上升時間或短脈衝重複間隔 (PRI) 脈衝所需的觸發和資料擷取能力；最後，「統計模式」透過繪製互補累積分布函數 (CCDF)，實現對通常呈現類雜訊特性的調變訊號進行統計量測，CCDF 曲線是以統計方式呈現調變訊號（如 5G、4G/LTE 和 Wi-Fi 應用中使用的訊號）特定峰值因數出現頻率的方式。
前面板還整合了一個測試訊號源，用於驗證感測器操作，並具備同步埠至訊號源或接收器觸發的功能，以實現最佳的時序和同步；為了進一步提高易用性，使用者只需按下前面板上的按鈕，即可存取預設和常用功能。
這款配備簡潔多點觸控顯示器的 PMX40 桌上型功率計，與高性能且多功能的 RTP 和 CPS 系列 USB 射頻功率感測器（見圖 3）相輔相成；儘管 PMX40 的前面板顯示器恢復了桌上型儀器的實用性，但 USB 射頻功率感測器持續提供其彈性和功能，有效消除了射頻功率計設計上的妥協；PMX40 及其相關感測器的頻率範圍涵蓋 4 kHz 至 40 GHz，提供領先業界的效能，包括最寬的 195 MHz 影像頻寬、最快的 3 奈秒 (ns) 上升時間、最快的 每秒 100,000 次量測速率，以及最精細的 100 皮秒 (ps) 時間解析度。
Boonton RTP5000 系列即時峰值功率感測器提供卓越的效能和自動脈衝量測功能，是快速、準確且可靠的射頻與微波峰值功率量測的理想解決方案；RTP4000 系列即時真有效值功率感測器採用二極體式平均功率感測器，提供最低頻率的量測，產生幾乎不受訊號調變頻寬影響的準確量測結果；另一方面，CPS2000 真有效值連接功率感測器提供 USB 和具備乙太網路供電 (PoE) 功能的 LAN 介面，可對 50 MHz 至 8 GHz 範圍內的調變和連續波訊號進行射頻功率量測，且價格實惠。
Boonton 的感測器系列和新款射頻功率計並非永久綁定，而是以彈性為核心建立關係；因此，PMX40 的感測器可以獨立拆卸使用，隨著測試和量測需求的變化提供多功能性。
Real-Time Power Processing™ 技術：實現高速且無間隙的訊號量測
PMX40 及其 USB 射頻功率感測器透過採用 Boonton 的 Real-Time Power Processing™ (RTPP) 技術，能夠提供無與倫比的量測速度和效能；所有 RTP 即時功率感測器都整合了 Boonton 強大的 RTPP 技術，幾乎確保了訊號擷取過程中沒有間隙，並且實現零量測延遲；RTPP 並非等待完整的擷取週期，而是採用優化的平行處理方法，在預定義觸發事件開始時一次性執行大部分掃描處理步驟；因此，RTPP 消除了運算負載，保證了無間隙的訊號擷取，可靠地捕獲和分析重要的訊號現象，例如瞬態或掉線（見圖 4）。
額外的軟體功能包括量測和計算多達 16 個常用功率和時序參數的能力，以及用於計算峰值因數和繪製 CCDF 以表徵待測物 (DUT) 效能的統計分析工具。
Boonton RTP 系列量測緩衝模式應用程式以互補的軟體套件形式，充分發揮了 RTPP 的強大功能；在使用 RTP 系列量測緩衝模式應用程式時，使用者可以僅捕獲相關的突發資訊，例如每個脈衝週期內的峰值、平均和最小功率，以及開始時間和量測持續時間；因此，在非相關的時間間隔內會捨棄多餘的資訊，從而減少了擷取資料點所需的儲存空間；如此一來，即可長時間持續進行量測，使其成為理想的裝置特性分析和監控工具。
PMX40 的應用領域：射頻通訊、雷達等
PMX40 簡化了射頻測試，並提高了儀器的多功能性，可廣泛應用於半導體、軍事、航太、醫療和通訊產業；儘管這款射頻功率計可在眾多應用中為設計工程師和技術人員帶來價值，但 PMX40 尤其適用於解決射頻通訊和雷達量測的挑戰。
考量到多輸入多輸出 (MIMO) 架構和高達 160 MHz 的通道頻寬，Wi-Fi 晶片組和裝置的特性分析和一致性測試非常複雜，在量測每個通道的射頻功率和通道之間的時序對準時，往往需要做出妥協；PMX40 及其相關的 RTP5000 USB 峰值功率感測器憑藉其 195 MHz 的影像頻寬，能夠對現今先進的 Wi-Fi 晶片組和裝置進行適當的特性分析；這使得 Boonton 成為唯一能夠量測使用 80 MHz 和 160 MHz 通道的 Wi-Fi 6 訊號，以及 5G 新無線電 (NR) 裝置 100 MHz 通道的封包功率的功率量測公司；此外，PMX40 直覺的多點觸控顯示器可快速配置多達四個感測器，非常適合量測 MIMO 裝置；在表徵 MIMO Wi-Fi 晶片組時，量測跨通道傳輸封包之間的時序對準也至關重要；為了解決這個問題，PMX40 能夠在多個同步或非同步傳輸鏈路上，使用共享的共同時基獨立執行封包功率量測。
除了射頻通訊，PMX40 還能為複雜雷達系統的安裝、維護和故障排除帶來新的方法；二次監控雷達 (SSR) 用於收集飛機的資訊，它依賴飛機應答器回應地面站詢問所產生的編碼回覆訊號；維護 SSR 設計和運作的安全性對於維護航空的完整性和安全至關重要，因此，SSR 的設計、驗證、故障排除和維護在商業和軍用雷達領域都極為重要；過去，SSR 系統在特定任務中使用不同的儀器，或者在整個測試過程中都使用相同的設備，但使用者必須接受各種效能上的妥協；然而，PMX40 可以在單一儀器中提供卓越的效能，以滿足 SSR 訊號的測試挑戰，而無需犧牲效能。
PMX40 可以提供 SSR 系統精確定位和成形的脈衝串所需的精確時序和功率量測；例如，PMX40 領先業界的 3 ns 上升時間，可在 SSR 脈衝串中顯示清晰的脈衝前緣；5 ns 時基和 100 ps 指標解析度實現了極其精確的量測時序，有助於精確放置波形對於編碼 SSR 訊息至關重要的脈衝；此外，Boonton 每秒 100,000 次的擷取速度使 PMX40 成為無縫捕獲 SSR 波形、揭示清晰的訊號細節和特性以及更準確的功率讀數的完美選擇；最終，Boonton 憑藉其在複雜 SSR 訊號上領先同級的上升時間、時間解析度和擷取速度，提供更準確的脈衝量測和卓越的波形保真度。
除了眾多能從 Boonton 這款獨特且功能強大的射頻功率計中受益的應用之外，PMX40 的彈性也延伸至產品測試的更廣泛生命週期；由於其能夠提供傳統桌上型儀器的優點，設計工程師可以在實驗室工作台上使用 PMX40 完成測試和量測需求，並專注於產品開發的最終階段；隨著產品從研發階段進入生產階段，設計人員可以將 USB 射頻功率感測器從 PMX40 上斷開，並將其作為獨立儀器使用，以支援生產級的需求；因此，PMX40 及其相關感測器透過在整個產品生命週期中提供測試的連續性，實現了極致的彈性。
射頻功率量測的未來趨勢
傳統桌上型功率計長期以來一直是工程師的主要工具，然而，USB 功率計的推出提升了效能和便攜性，但卻以電腦顯示器取代了傳統的圖形化使用者介面；Boonton PMX40 射頻功率計及其相關感測器結合了桌上型儀器的功能、觸控螢幕的簡便性以及 USB 感測器的效能和彈性，實現了射頻功率量測的未來趨勢。