若要判斷射頻(RF)訊號產生器能否有效執行特定作業，工程師必須考慮到多種規格，包括頻率容錯(Frequency Tolerance)、輸出位準準確度(Output Level Accuracy)、輸出功率範圍(Output Power Range)、互調失真(IMD3)與調變頻寬(Modulation Bandwidth)等。
頻率容錯是指中央頻率或載波訊號的頻率準確度，更明確的說法是，頻率容錯是距離理想中央頻率的最大偏差值，以Hz為單位。一般來說，此規格適用於向量訊號產生器(VSG)與向量訊號分析器(VSA)，使用頻率計數器即可量測頻率容錯。
頻率容錯度與局部振盪器息息相關
許多元件都會影響頻率容錯，其中以局部振盪器(LO)的影響最大。LO的射頻合成功能主要透過鎖相迴路(PLL)電路，所以石英振盪器，通常是電壓控制石英振盪器(VCXO)，或恆溫控制石英振盪器(OCXO)的精確度，對LO頻率準確度的影響非常顯著。因此，參考來源的準確度通常會以Parts Per Billion(PPB)表示。
如果工程師透過射頻訊號產生器執行直接升轉換，只有LO的頻率準確度才會影響頻率容錯。如圖1所示，LO與中頻(IF)訊號的頻率準確度都會影響射頻訊號產生器的頻率容錯。
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| 圖1 IF訊號與LO都會影響頻率容錯 |
就某些應用而言，射頻儀器的頻率解析度比絕對頻率準確度更重要，比如說，很多無線裝置的頻率準確度通常是100Hz(含以上)。射頻儀器的頻率準確度不一定是最重要的關鍵，因為這類裝置會透過數位訊號處理器(DSP)移除載波偏移。
不同於頻率容錯，頻率解析度是指儀器能否達到特定頻率，而非迫使某個訊號盡可能達到最接近的頻率。就射頻連續波產生器與直接升轉換射頻向量訊號產生器而言，頻率解析度主要取決於LO的頻率解析度，工程師只要採用超外差(Superheterodyne)架構，即可提高射頻向量訊號產生器的頻率解析度。
就某些儀器而言，直接數位合成(Direct Digital Synthesis)等訊號處理技巧可把這些儀器的頻率解析度降至1μHz以下。
輸出位準準確度為振幅誤差
輸出位準準確度是指射頻產生器在大頻率範圍內的振幅誤差，輸出位準準確度的單位是dB，代表距離理想輸出位準的偏差值。如圖2所示，影響向量訊號產生器位準準確度的要素很多，包含數位類比轉換器(DAC)的線性度、衰減器、混合器，甚至是溫度。
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| 圖2 位準準確度取決於DAC、混合器與濾波器。 |
通常這些元件的理想效能偏差值是可以預測的，而且許多射頻訊號產生器還能透過精密的校準機制達到更出色的輸出位準準確度。
電壓駐波比(VSWR)也是影響輸出準位準確度的重要因素之一。測試系統內的阻抗失配(不同於50Ω)會造成VSWR。阻抗失配會造成訊號反射並降低輸出位準準確度，原因在於，這些反射狀況對射頻輸出振幅的影響甚鉅。
輸出位準準確度對寬頻應用特別重要。頻帶內持續變化的功率位準會扭曲調變過的訊號，並且增加誤差向量幅度(EVM)量測值。舉例來說，寬頻分碼多重存取(WCDMA)接收器需要5MHz的頻寬，若頻帶上的功率位準不一致，符號的解調變作業就會受到負面影響。實際上，只要重點頻寬內的振幅有些微變化，就可能影響較高階次的調變機制，如256正交振幅調變(QAM)，因此若高階寬頻調變機制的EVM降低，即輸出位準準確度不足的影響。
輸出功率範圍可計算ERP
輸出功率範圍是指已產生訊號的有效垂直功率範圍。輸出功率是訊號通過任何媒介之前，從射頻儀器傳輸出去的已產生功率，以dBm為單位，因此，輸出功率範圍與耗損傳輸通道無關，傳輸通道增益可套用至輸出功率，以便計算有效輻射功率(ERP)。無論是DAC產生的IF功率，還是升轉換期間套用的增益值，都會影響輸出功率範圍。
射頻訊號產生器的輸出功率最大與最小值都是相當重要的規格。工程師明確指定最小功率時，要注意到儀器的雜訊水平(Noise Floor)與任何初階的混附訊號(Spur)都會影響可用的訊號功率最小值。舉例來說，假如某儀器的雜訊水平是-140dBm/Hz，使用者僅能透過-60dBm以上的功率水平達到80dB的有效動態範圍，因此在判斷輸出功率最小值時，應該要把裝置的雜訊水平納入考量。如全球衛星定位系統(GPS)裝置這些裝置採用初階訊號，所以須盡可能搭配雜訊水平最低的儀器。
輸出功率最大值通常反映增益放大器的線性度，因為射頻放大器會在接近過溢(Saturation)的情況下開始產生失真，所以工程師最好一併考慮失真規格，才能充分運用輸出功率最大值。就大多數應用而言，所需的輸出功率通常取決於待測裝置(DUT)的需求。例如低功率裝置433MHz收發器等低功率裝置都屬於短距離裝置，可及範圍大約是10mW，若工程師要測試這些裝置，需要高達-20dBm的輸出功率最大值，才能直接連接至DUT。
另一方面，產品電子編碼(Electronic Product Code)的規格可以讓無線射頻識別(RFID)感測器的傳輸功率高達1瓦(+30dBm)，然而大部分的向量訊號產生器都無法達到此規格，因此測試工程師通常要外接放大工具。
互調失真攸關儀器線性度
量測射頻儀器的三階失真結果時，就會產生互調失真，也就是射頻儀器的線性度。混合器與放大器等射頻系統元件通常會造成失真，如果元件接近過溢位準，失真狀況就會變得更明顯，就算是低功率位準也會出現失真狀況。
如圖3所示，在使用混合器與放大器的時候，射頻訊號鏈的失真狀況最為明顯。若工程師要掌握三階失真結果，最簡單的辦法之一就是執行雙音調互調(Two-Tone Intermodulation)測試作業。這項測試採用向量訊號產生器，產生兩個功率位準相同但頻率不同(通常相差數百kHz左右)的音調，工程師可以在產生過程中觀察兩個失真結果與兩個主要音調。
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| 圖3 混合器與放大器會造成三階失真 |
如圖4所示，二階失真結果(f2-f1、2f1、f1+f2與2f2)的產生位置距離主要訊號相當遠，因此，這些失真結果可輕鬆過濾，不會影響所需的訊號。不過二階失真結果也會造成基音(Fundamental Tone)失真，接著會產生更棘手的三階失真狀況。
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| 圖4 雙音調訊號二階與三階失真結果 |
三階失真同時距離主要訊號(3f1、2f1+f2、f1+2f2與3f2)很遠，卻也距離主要訊號(2f1-f2、2f2-f1)很近。大部分的三階失真結果都可過濾，除了接近主要訊號的失真結果以外，因此這些失真結果通常可做為系統輸出線性度的量測單位。所以IMD3代表基音與三階失真結果之間的振幅差異，以dB為單位。由於高功率位準的失真狀況較為常見，所以工程師務必掌握IMD3量測的輸出功率。
由於互調結果太接近主要訊號，所以很難輕鬆過濾掉，這樣一來，失真結果會大幅影響調變過的波形準確度，若儀器的EVM效能降低，通常就會出現這些情況。因此如果系統的EVM效能需求非常嚴苛，IMD3失真就會成為最重要的規格。如較高階調變機制(如64-QAM)的測試接收器會提高EVM需求標準，工程師選用的儀器務必具備出色的失真規格。
調變頻寬取決基頻取樣率
對向量訊號產生器而言還有一項非常重要的射頻訊號產生器規格，那就是射頻調變頻寬，也就是最大的基頻取樣率(I/Q速率)。這種頻寬是仙農取樣定理(Shannon Sampling Theorem)的衍生術語，根據此定理，一旦數位波形的訊號頻寬準確產生之後，就必須盡快更新數位波形至少兩次。射頻設備的任意波形產生器(ARB)可直接控制調變頻寬，就某些儀器而言，尤其是舊款儀器，其射頻前端裝置的頻寬確實可超過調變頻寬。相反的，射頻前端裝置的通帶(Passband)頻寬則會影響調變頻寬，前提是升轉換器的頻寬小於ARB所產生的頻寬，若工程師使用向量訊號產生器產生調變訊號，儀器的可用頻寬就會受限於儀器調變頻寬。
最大的基頻取樣率決定調變頻寬，而且大多數取決於儀器的處理效能。對許多應用項目來說，調變頻寬通常是無法妥協的規格，而且還是特定的通訊標準所制定的規格。例如，無線區域網路(Wi-Fi)訊號產生就需高達20MHz的調變頻寬；相反的，WCDMA行動通道僅需5MHz，無論是哪一種應用，調變頻寬都最好可超過所產生的訊號。取樣保存(Sample-and-Hold)DAC會以取樣率的倍數產生交疊，這樣一來，執行訊號過取樣作業，就可拉開基頻或IF影像與主要頻寬之間的距離。
若要提高儀器的調變頻寬，可採取多種方式，如採用直接升轉換的向量訊號產生器通常可支援外接基頻I/Q輸入，以便提高儀器的調變頻寬，除此之外，其他儀器會運用訊號處理技巧，盡可能放大基頻或IF取樣率，而不需額外的波形儲存空間。
(本文作者任職於美商國家儀器)