——从一个杂散测试实验说起
曾经有一次收到工厂实验室的测试报告，发现让他们测的传导杂散的一塌糊涂。大家一看结果炸锅了，因为这结果打死也过不了认证。
因为测试setup不是我指导的，所以我也搞不清楚究竟发生了什么，所以就换了工衣去实验室看看。
进去了之后看了他们的信号连接，发现全是坑。
首先是他们把发射信号直接捅到频谱仪上去了。
第一件事就是让他们把发射功率关了。
我问他们为什么要这么干，他们说一方面用频谱仪监测Tx power，然后切到带外看杂散。
算了一下，从天线口到频谱仪，算上双工器线缆衰减器，到频谱仪口上的功率16dBm——算上峰均比超过20dBm，还好勉强不会烧坏频谱仪（一般限制是30dBm）。
事实上频谱仪原本是个测小信号的东西，靠的是底噪低，用来测大信号的话一定要先用衰减器减下去，0dBm左右测的好好的，倒是信号大了容易失真，更不用说直接一个大功率杀进去可能就把输入端口烧坏了。
我于是告诫他们频谱仪的输入功率不能太大，保护仪表是第一。
然后他们重新接线，动作还是很麻利的，然后接好之后，告诉我他们加了20dB衰减在上面——意思是这下终于不会烧仪表了。
我问他们要测的杂散大概功率多高，他们拿出一张表格来，上头赫然列着一堆limits，基本上都在-60dBm左右。
好吧，那么我们来算算：按照1MHz RBW算，你要测一个-60dBm的信号，与此同时旁边还有一个16dBm的信号，这么算来动态范围得要80dB。
所谓动态范围，是指从噪底到“最大无失真电平”的区域，在我们这个情况下，意味着保持所有AGC不变的情况下，既要测到-60dBm的杂散，还要保证16dBm的信号不会成为一个blocking而阻塞掉频谱仪的接收机。
然后大家认为最直接的解决方案就是继续加大衰减，这样让频谱仪入口的电平再低一些，就不会有射频失真了。但是这样另一个问题就来了——噪底。
按照一般频谱仪噪底-150dBm/Hz，折算1MHz RBW应该是-90dBm的噪底，这时候你要测到一个-60dBm的信号，那么至少你要让被测信号落在噪底10dB以上。如果你一不小心加了30dB的衰减，那么杂散的电平恐怕就已经淹没在仪表噪底的汪洋大海之中了。
所以当我们要测试一个小信号的时候，必须要考虑噪底的问题：这个噪底的来源可能有两个，被测信号的噪底或者频谱仪的噪底，如果你希望检测到一个很低的信号，那么就必须保证这个信号不会被频谱仪的噪底淹没——提高频谱仪噪底的方法有多种：减小衰减，打开预放，等等。而为了保证在尽量小的衰减下频谱仪不至于被大信号blocking，我们需要有个办法干掉主信号。
所以我画了这个图：
图里面最重要的其实是三件东西：衰减器，定向耦合器和陷波器（就是带阻滤波器）。
定向耦合器的作用是“在尽量不损失主信号的前提下将被测信号分出一部分”，这样主信号依然可以通过直通端进入综测仪，我们可以监测功率是否准确。
陷波器的作用则是“将不需要的主信号咔嚓掉，为频谱仪提供足够的动态范围和足够好的噪声底”，当然陷波器一定不能把待测的杂散信号一块咔嚓掉的。
衰减器的作用——先等等，放在后面说。
然后有人给我画了一张这样的图：
貌似频谱仪也不会过载，而综测仪也能监测功率？
而且他们觉得这样用定向耦合器的耦合度替代了衰减器，一举两得。
然后他们会惊异的发现杂散（尤其是谐波）一塌糊涂——在工作的十二年间，我发现无数工程师、包括一些年头不短的或者学历很高的工程师，不知道陷波器端口上在阻带内的特性：RL很大，近乎全反射。如果像上面图那样做测试，DUT的发射功率有很大一部分被反射回去了，PA工作在严重失配的条件下，各种失真丛生。
假如修改一下，DUT输出加一个衰减器，会好一点：
因为这样的链路，Tx信号首先经过了xdB的衰减，再被反射回来，又经过xdB衰减，才落回到DUT端口——这样真正被“打回来”的功率被削掉了2*xdB。
当然，最好的设置依然是第一张图那样。
所以在我们第一张图（标准设置）里，DUT输出就是直接接了一个衰减器的，这个衰减器的作用就是为了减少无处不在的失配对DUT发射机的影响。以前做功放，我们总是习惯在板对板连接器（可能产生失配和不连续）后面放上一个Pi衰减，不用很大，2~3dB就足够让回波损耗优化很多。
话说回来，你们觉得这些东西书上会教吗？显然不会。但是如果书上的内容都吃不透，你也没有基础可以想到这些。只是，念了那么多年书出来，每天坐在办公室，不去实验室自己折腾那些箱子盒子电缆，你还是学不会这些。
当然了，懂这些也没什么用，我这样的守厂民工照样还是只能守我的工厂，写ppt的照样坐办公室，这就是命。