射频开关：SPDT、级联、树形和矩阵开关 （三）
3.3 插入损耗
插入损耗是由于信号通路中的开关而导致的信号量减小的度量。插入损耗以分贝为单位，通常以50 ohm电源和50 ohm负载，并以特定频率给出。
图7是将输出阻抗（ZS）为50 ohm的电压源（VS）连接到输入阻抗（ZL）为50 ohm的电压表的射频开关卡的示意图。
图7. 插入损耗示例
插入损耗计算如下：
为了确定插入损耗如何影响信号，可以根据插入损耗计算电压表处的测量值（VL），如下所示：
VL = VS /10^[Loss(dB)/20], 损失用正值表示。
如果VS为10 V且插入损耗小于1.0 dB，则：
VL > 10V/ 10^(1.0/20), VL大于 8.9 V。
3.4 电压驻波比
开关卡的电压驻波比（VSWR）规定了连接器和开关信号路径与传输线的特性阻抗的匹配程度。更具体地说，电压驻波比是驻波最大点的电压与驻波相邻最小点的电压之比。当电压驻波比等于1时，传输线不存在反射波。当电压驻波比大于1时，部分开关信号被反射回电源，小于最大功率的信号将被传输到负载。低电压驻波比对于设计用于信号串联多个元件的开关系统至关重要。电压驻波比还通过以下方式与反射系数相关
式中：ρ=反射系数
反射系数是反射波电压与入射波电压之比，其计算公式为
式中：ZL =负载阻抗，ZS =开关卡的阻抗
为防止出现问题，系统中的所有组件都应具有较低的电压驻波比。电压驻波比也可以表示为回波损耗
如图8所示，系统的电压驻波比为1.50:1，回波损耗为14dB，正向功率为50W，反射功率为2W。
图8. 阻抗失配示例
3.5 3dB带宽
3dB带宽是通过开关卡的正弦波信号的最大推荐频率。这是信号降低到中频信号电平0.707倍的频率。
本规范基于单开关卡。如果两个或多个卡连接在一起，3dB带宽将减少。
如果开关用于数字信号，最小带宽可通过以下方式确定：
带宽（Hz）=0.35/上升时间（s）
3.6 阻抗匹配
假设开关位于测量仪器和被测设备之间，匹配系统中所有元件的阻抗水平至关重要。为了实现最佳信号传输，源的输出阻抗应等于开关、电缆和被测器件的特性阻抗。在射频测试中，最常用的阻抗等级是50 ohm和75 ohm，无论需要哪种阻抗等级，适当的匹配都能保证整个系统的完整性。
输入电压驻波比和信号路径电压驻波比决定了测量精度的限制：
失配不确定度（dB） = 20 × log (1 ± |Γ |^2 )
反射系数：Γ = (VSWR -1) /(VSWR + 1)
如果信号路径输出和仪器输入在一个频率下都具有1.3:1的良好VSWR，那么仅由失配引起的不确定性为±0.15dB。
3.7 端接
在高频下，所有信号必须正确端接，否则电磁波将从终止点反射。反过来，这将导致电压驻波比的增加。未端接开关在其关闭状态下增加了电压驻波比，而端接开关将尝试提供50欧姆匹配开或关。如果反射功率足够大，电压驻波比的增加甚至会损坏电源。通过系统的所有路径必须以其特性阻抗终止。
3.8 功率传输
另一个重要的考虑因素是系统将射频功率从仪器传输到被测设备的能力。由于插入损耗，信号可能需要放大。在其他应用中，可能有必要降低DUT的信号功率。可能需要一个放大器或衰减器来确保通过开关传输所需的功率电平。
3.9 信号滤波器
信号滤波器在许多情况下都是有用的，例如，当信号通过开关时，杂散噪声被无意中添加到信号中。有助于解决原始信号频率与被测设备的测试频率不匹配问题。可以在开关上添加滤波器以修改信号频率带宽，或者可以从到被测设备的信号中消除不需要频率的杂散信号。
3.10 相位畸变
随着测试系统尺寸的扩大，来自同一个源的信号可能通过不同长度的路径传输到被测设备，从而导致相位畸变。这个规范通常被称为传播延迟。对于给定的传导介质，延迟与信号路径的长度成正比。不同的信号路径长度将导致信号相位偏移。这种相移可能导致错误的测量结果。为了最小化相位失真，保持路径长度不变。
