精確脈衝參數分析的必要性與挑戰
在現代高速電子系統中，特別是在雷達、衛星通訊、5G/6G 無線通訊以及電子戰等尖端領域，脈衝訊號的精確特性分析至關重要，這些特性直接關係到系統的整體效能、運作穩定性與設計驗證的準確度；舉例來說，在雷達應用中，脈衝的上升時間、下降時間、脈衝寬度與峰值功率等參數，直接影響目標偵測的距離解析度、偵測機率與抗干擾能力；而在先進的通訊系統中，精確的脈衝整形與功率控制，則是確保高資料傳輸速率、低錯誤率與頻譜使用效率的關鍵，因此，研發工程師亟需能夠準確捕捉並量測這些複雜脈衝訊號中每一個細微特性的解決方案，以便進行產品開發、效能驗證與故障排除。
傳統的射頻功率量測方法，在面對日益複雜和高速的脈衝訊號時，往往會遭遇瓶頸，例如：受限於儀器的影像頻寬 (VBW) 不足，可能導致無法準確追蹤快速變化的訊號封包 (Envelope)，造成量測失真；而取樣率不夠高，則可能遺漏關鍵的瞬態細節，如過衝或脈衝邊緣特性；此外，部分儀器可能存在量測延遲，使得即時監控與分析動態訊號變化變得困難，這些限制不僅影響量測結果的可靠性，也可能拖慢產品的開發週期。
Boonton 高效能脈衝量測解決方案詳解
使用 Boonton RTP5000 與 Boonton Power Analyzer 軟體量測基本脈衝參數
RTP5000 即時 USB 峰值功率感測器系列搭載即時功率處理 (Real-Time Power Processing, RTPP) 技術，可提供每秒 100,000 次的量測速率、業界最寬廣的 195 MHz 影像頻寬 (VBW)，以及最快 3 ns 的上升時間，確保訊號擷取無間隙且零量測延遲，運用此高效能搭配 Boonton Power Analyzer (BPA) 這套互補的量測與分析軟體，Boonton 得以提供快速、準確、可靠的自動化射頻功率量測，本文將說明如何利用 Boonton 強大的射頻功率量測能力，使用 Boonton RTP5000 系列與 BPA 進行基本脈衝讀值擷取。
此範例採用一部至少具備兩個 USB 埠的個人電腦，此外，設定中包含一個 RTP5000 峰值功率感測器與一個 1 GHz 射頻展示訊號源，該訊號源可在第一個通道上提供一個寬度為 50 ns、週期為 100 μs 的脈衝 (參見圖 1)。
圖 1、基本脈衝訊號量測的展示配置。
RTP5000 系列感測器可搭配 BPA量測與分析軟體套件，與其他功率量測軟體方案不同，BPA 提供所有標準功能，無需額外購買授權選項，此外，BPA 可在需要時於多個工作站間免費分發使用，透過 RTP5000 系列感測器與 BPA 的組合，其自動量測功能可立即取得多達 16 種脈衝參數的量測結果 (參見圖 2)，這些量測參數包括脈衝寬度、上升時間、下降時間、週期、脈衝重複頻率 (PRF)、工作週期、關閉時間、波形平均功率、脈衝平均功率、脈衝峰值功率、過衝、頂降 (droop)、脈衝頂部功率、脈衝底部功率、邊緣延遲與歪斜 (skew)，所有量測結果皆依循在軌跡視圖中所觀測到的內容進行判讀，因此，為取得如週期、PRF 及工作週期等量測的有效數值，必須相應地設定時基。
圖 2 – 自動量測功能可提供多達 16 種脈衝參數的量測結果。
如前所述，此 RTP5000 系列提供最寬廣達 195 MHz 的 VBW，正確偵測脈衝與峰值功率量測的關鍵，在於調變訊號的振幅變化率必須在感測器的 VBW 範圍內，一個針對目標脈衝具備足夠 VBW 的偵測器，能夠準確追蹤封包功率，從而將量測誤差降至最低，如下方圖 3 所示，紅色軌跡顯示了 VBW 不足的感測器如何無法追蹤實際訊號變化並導致量測失真。
圖 3 – 紅色軌跡因 VBW 不足而無法追蹤藍色所示的實際訊號。
以小於 3 ns 的上升時間以及 10 GS/s 的有效取樣率的性能，使 RTP5000 系列能夠量測脈衝寬度窄至 10 ns 的訊號，輕鬆量測下方脈衝訊號約 4 ns 的上升時間和 6 ns 的下降時間 (參見圖 4)。
圖 4 – Boonton 領先業界的效能可量測脈衝訊號 4 ns 的上升時間與 6 ns 的下降時間。
Boonton 解決方案助力精準高效的射頻脈衝量測
憑藉卓越的 USB 峰值功率感測器效能與互補的 BPA 量測分析軟體，Boonton 為快速、準確、可靠的射頻功率量測提供了理想的解決方案，面對現代複雜射頻脈衝訊號的嚴苛量測需求，Boonton RTP5000 系列憑藉其領先的影像頻寬、高速上升時間和高取樣率，結合功能強大且免費的 Boonton Power Analyzer 分析軟體，為研發工程師提供了一套完整、精確且可靠的方案，此方案不僅能夠準確擷取脈衝的每一個細微參數，更透過自動化量測功能簡化了測試流程，大幅提升了研發效率，確保了產品在雷達、無線通訊及電子戰等關鍵應用中的卓越性能，欲了解更多資訊，請觀看下方關於使用 Boonton RTP5000 系列與 BPA 量測基本脈衝參數的簡短示範影片。