Keysight S95086B 增益压缩测量（GCA）软件实现快速、便捷的测量器件1dB压缩点的性能
dB是功率增益的单位，表示一个相对值。在通信领域，我們经常混肴dB，dBc和dBm这几个概念。今天我們就用用较浅显的语言来学习一下這三個常用概念，以及其他相关概念等。
什么是dB和dBm？
dB是功率增益的单位，表示一个相对值。当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时，可按公式10 lg A/B计算。
dBm是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：10lg功率值/1mW。
dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc相对于载波(Carrier)功率而言。在许多情况下，用来度量载波功率的相对值，如度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。
dB和dBm的计算
dB的意义在于把一个很大或很小的数比较简短地表示出来，即数值变小，读写方便。
当一个高频线性放大器的输入功率为10W，输出功率为40W时，功率的增益为4倍。而当一套发射设备在初级振荡的功率为0.5mW，输出是2kW时，功率的增益为4,000,000倍，而这类倍数在通信领域比比皆是，因此使用dB而非常规倍数来描达是比较合适方便的。
下图是数字低通滤波器的幅度频率响应图。
数字低通滤波器的幅度频率响应图
dBm与功率mw的换算表
什么是1dB压缩点？
增益压缩的含义
当放大器的输入功率增加到使放大器的增益降低且引起输出功率呈非线性增大时，此时该放大器就发生了增益压缩。任何射频放大器的增益都是输入信号电平的函数，即AM-AM曲线(如图1.1)；增益压缩越早，信号经过放大器后输出失真就越大；不同应用场景对放大器的线性区线性度要求不同，例如在高端音响中，要求功率放大的线性非常好，这样在不同的高低音和响度都能表现出色。但在射频下行链路基站中，对天线前端PA的线性度要求就不高，考虑更多的是PA的效率。
1dB压缩点的含义
放大器的1dB压缩点是当实际输出功率与理想输出功率相差1dB时，将输入输出功率进行简单计算，即可得到增益和压缩特性。理想情况下，下图(输出功率vs输入功率)对输入功率都是线性的，但实际当输入功率逐渐增加时，输出功率会出现不再随输入功率线性增加，最终输出功率不再随输入功率增加而增加。（横纵坐标都不是从0dBm开始）
理想非线性放大器增压压缩特性
1dB压缩点指标通过器件的传输特性来得到定义，如下图所示。
当放大器工作在线性区时，增益为常数并与输入信号功率无关，通常把这个区域的增益称为“小信号增益”。
当输入信号功率增加到一定值时，放大器增益下降，也就是放大器出现压缩。随输入功率增加，理想线性器件的S21不会发生变化。而实际器件的增益会减小，这里定义使放大器增益下降1dB的输入功率为被测件输入1dB压缩点。
当输入信号功率进一步增加，放大器输出功率保持不变，放大器进入饱和区，这时，放大器增益实际为零。在这一非线性条件下，如果输入为CW正弦波，放大器的输出不再是正弦波形，信号的一部分以谐波形式出现，而不只有基波频率成份。
同样的现象也可以通过器件输出功率与输入信号功率的关系来得到反映，该关系曲线斜率为器件的增益。
通过输出/输入功率关系测量可得到被测件输出1dB压缩点。
对于许多调相信号(PSK，QAM)调制信息包含在信号的相位值中，如果对该信号处理的器件中存在AM/PM现象，就会造成输出信号相位发生偏移。使信号质量变坏。这个过程通过极坐标系上矢量图可以得到直观的反映。
AM/PM转换指标定义被测件输入功率变化1dB时传输相位特性的变化，单位为：(degree/dB)。
网络分析仪的功率扫描功能主要用于测量被测件的1dB压缩点等性能指标。
上图的测试例子中，被测放大器工作在902M时，输入1dB压缩点为-15dBm，既当输入信号功率为-15dBm时，放大器增益会下降1dB。已进入非线性工作区。
网络分析仪可以提供各种射频器件及电路完成的性能指标参数。
网络分析仪
网络分析仪测试过程中激励信号为正弦波，这不能完全反映器件工作状态的性能。因为在CDMA及其它系统中大都采用相位调制方式（PSK)，这样的信号为非恒定包络，即信号功率随时间会发生波动。另外器件由于电容特性还会存在存储器效应，在确定时间的输出信号状态会与前段时间信号的状态有关。
为更全面地评估射频器件在真实状态下的工作性能，需要利用信号源合成各种通信系统的信号输入到被测件，然后利用分析仪表测试输出信号的各种参数，主要测量的参数包含：频谱ACPR，频谱杂散，调制误差等。
还有其他测试也反映器件性能随功率变化变化的特性。例如： 三阶交调，输入/输出CCDF对比，调制质量恶化等。
CCDF(互补积累分布函数)反映信号的功率变化的统计特性。如果被测件为线性，器件不会改变输入信号的功率统计特性。器件非线性失真特性也可以通过交调失真测试来反映。当给被测件输入两个单音信号，如果器件工作在线性区，其输出信号也应为双音信号。当器件进入非线性工作区时，会在输出信号中形成新的交调频率成份。其中主要通过对三阶交调的测试来反映被测件的失真性能。
器件1dB压缩点，AM/PM转换测试中，被测件激励信号为简单正弦波。
CCDF指标测试中，被测件激励信号为实际工作信号，如：各种无线通信中的CDMA调制信号。
幅度扫描测试1dB功率压缩点
先进的增益压缩测量解决方案
增益压缩测量软件可在放大器或变频器的压缩点快速准确地测量输入功率、输出功率、增益和相位。
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使用 GCA 的 SMART 扫描功能可实现快速、便捷的测量。
引导式校准确保高度准确的结果――功率和失配校正。
使用二维（2D）扫描，可对放大器和变频器进行全面表征，并可按功率选择扫描频率，或按频率选择扫描功率。
可灵活使用多种压缩算法，包括线性增益压缩、最大增益压缩或 X/Y 压缩。
KEYSIGHT S95086B 增益压缩测量（GCA）软件可在指定的频率和功率范围内，在放大器或变频器的压缩点快速准确地测量输入功率、输出功率、增益和相位。 只需经过简单的设置，GCA 便可执行简便、快速和准确的 SMART 扫描，显著缩短测试时间。 GCA还具有引导式校准功能，能够纠正绝对功率电平、频率响应和失配等误差。
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