射頻功率量測原理 (三)：脈衝功率量測技術詳解
在許多應用中，例如無線通訊 (wireless communication) 與雷達 (radar)，脈衝 (或突發) RF 訊號的使用十分普遍，在這些情境下，不僅 RF 功率的位準很重要，波形的形狀 (RF 功率封包) 同樣至關重要（圖 1）。
圖 1：一個脈衝訊號及其相關量測參數的範例
為了使用共通的語言來描述波形的各種元素，IEEE (電機電子工程師學會) 等組織提供了與脈衝訊號相關的關鍵術語，並為每個術語附上解釋，以下將回顧其中一些術語與定義。
- 上升時間 (Rise Time)：
上升時間是指訊號從一個指定的低值位準變化到一個指定高值位準所需的時間，其中，低值位準可由近端參考線 (proximal line) 來界定，這是一條靠近脈衝底部的振幅參考線，其位準通常為脈衝振幅的特定百分比（通常為 10%），同樣地，高值位準可由遠端參考線 (distal line) 來界定，這是一條靠近脈衝頂部的振幅參考線，其位準通常為脈衝振幅的特定百分比（通常為 90%），因此，上升時間也可以定義為訊號首次穿越近端參考線到首次穿越遠端參考線之間的時間間隔。 - 下降時間 (Fall Time)：
下降時間是指訊號從一個指定的高值位準變化到一個指定的低值位準所需的時間，換句話說，下降時間是訊號最後一次穿越遠端參考線到最後一次穿越近端參考線之間的時間間隔。 - 週期 (Period)：
在兩個連續的脈衝上，於相同位置點進行量測所得到的時間間隔。 - 脈衝寬度 (Pulse Width)：
訊號首次與第二次穿越中線 (mesial line) 之間的時間間隔，中線是一條靠近脈衝中部的振幅參考線，其位準通常為脈衝振幅的特定百分比（通常為 50%）。 - 關閉時間 (Off-time) ：
一個重複性脈衝處於其「關閉」狀態的時間，其長度等於脈衝週期減去脈衝寬度。 - 脈衝重複頻率 (Pulse Repetition Frequency, PRF)：
PRF 是指一個重複性訊號每秒傳輸的脈衝數量，因此其單位通常為「脈衝/秒」，並以赫茲 (Hz) 為單位來表示。 - 工作週期 (Duty Cycle) ：
工作週期是脈衝開啟時間與關閉時間的比率，其計算方式是將脈衝寬度除以波形的週期。 - 峰值功率 (Peak Power)：
所擷取波形的最大功率位準（也定義為脈衝的峰值振幅）。 - 脈衝功率 (Pulse Power)：
在脈衝寬度內的平均功率位準。 - 平均功率 (Average Power) ：
在一個脈衝週期內的平均功率位準。 - 過衝 (Overshoot) ：
過衝是指訊號振幅超過脈衝頂部振幅的量值。 - 下垂 (Droop)：
在脈衝頂部範圍內，訊號振幅低於脈衝頂部振幅的偏離量值。 - 脈衝頂部振幅 (Pulse Top Amplitude) ：
頂部線 (top line) 的振幅，根據 IEEE 的定義，它代表脈衝的第二個額定狀態。 - 脈衝底部振幅 (Pulse Bottom Amplitude)：
基線 (base line) 的振幅，根據 IEEE 的定義，基線是指脈衝波形中代表第一個額定狀態的兩個部分，脈衝從此狀態開始，並最終返回此狀態。 - 邊緣延遲 (Edge Delay)：
顯示器左側邊緣與波形上任一斜率的首次中線轉換位準 (mesial transition level) 之間的時間，中線是位於脈衝中部、振幅為脈衝振幅特定百分比（通常為 50%）的參考線，而首次轉換位準則是脈衝波形在基線與頂部線之間的主要轉換（通常稱為上升邊緣）。 - 歪斜 (Skew)：
使用兩個感測器，在兩個不同通道上，兩個不同脈衝的中線位準之間的時間差。
脈衝功率測試設備 – 峰值功率計
儘管有多種儀器可用於量測脈衝訊號，峰值功率計與 USB 峰值功率感測器通常是兼具準確性的選擇，像是 Boonton PMX40 這類的功率計能自動提供多達 16 項脈衝量測，完整涵蓋了上述所有描述的脈衝訊號關鍵參數。