RF를 켜기 전에 어떤 상태를 먼저 고정해야 할까?

네 개의 문을 차례로 연다고 생각하자

CW를 만들 때도 MXG 내부에서는 frequency synthesizer가 carrier를 정하고, level control과 attenuator가 출력 크기를 맞추고, 마지막 RF output 상태가 connector로 나가는 길을 연다.

1. Frequency setpoint — carrier가 놓일 위치다.
2. Power setpoint — 정합된 50 Ω 부하에 전달하도록 장비가 목표로 삼는 level이다.
3. Modulation state — baseband 또는 analog modulation을 carrier에 적용할지 정한다.
4. RF output state — 설정된 신호를 실제 RF Output connector로 보낼지 정한다.

순수 CW에서는 modulation을 Off로 두고 frequency와 power를 먼저 확인한다. 가장 마지막에 RF를 켜고, 시험이 끝나거나 예외가 발생하면 가장 먼저 RF를 끈다.

RF Off는 값이 없는 상태가 아니라 안전하게 준비된 상태다

RF Off에서도 frequency, amplitude와 modulation 설정은 장비 state에 남아 있다. 따라서 RF Off 상태에서 다음 시험점을 준비하고 query로 검증한 뒤, 연결과 bias가 안전할 때만 RF On으로 전환할 수 있다.

반대로 power를 매우 낮게 설정했더라도 RF On 상태로 cable을 바꾸는 습관은 좋지 않다. 잘못된 주파수, amplitude correction, list sweep 또는 저장된 instrument state가 적용되어 있을 수 있기 때문이다.

Displayed dBm과 DUT가 받은 dBm은 같은 위치가 아니다

MXG amplitude setpoint는 generator RF connector의 calibrated reference plane을 기준으로 한다. 그 뒤에 cable, adapter, attenuator, coupler가 있으면 DUT input에는 각 소자의 insertion loss와 mismatch가 반영된다.

DUT input 예상값 = MXG setpoint − cable loss − attenuator loss − coupler main-line loss + 적용한 correction

이 식은 시작점일 뿐이다. source와 DUT가 완전한 50 Ω이 아니면 mismatch uncertainty가 추가된다. PA 입력 power를 결정할 때 display 숫자만 복사하지 말고 DUT plane에서 power sensor 또는 calibrated receiver로 확인한다.

연결 전 30초 점검

• MXG RF Output, cable과 DUT connector의 주파수·power rating을 확인한다.
• PA output 또는 다른 source의 RF가 MXG output으로 역입력될 경로가 없는지 확인한다.
• DC가 RF Output으로 돌아올 수 있으면 적절한 DC block을 검토한다.
• 높은 PA gain이 예상되면 DUT 뒤 analyzer 보호 attenuator까지 먼저 계산한다.
• cable과 adapter는 매달아 두지 않고 지지하며 connector를 규정 torque로 체결한다.

Front panel의 안전한 CW 순서

1. RF On/Off를 Off로 둔다.
2. Modulation이 Off인지 확인한다.
3. Frequency를 목표값으로 설정한다.
4. Amplitude는 PA의 최소 안전 drive보다 낮게 시작한다.
5. External frequency reference와 amplitude correction 사용 여부를 확인한다.
6. 50 Ω termination 또는 측정 chain을 연결한다.
7. Power sensor/SA의 input protection과 reference level을 설정한다.
8. RF를 On하고 주파수·전력을 읽는다.
9. 필요한 만큼 작은 step으로 power를 올린다.
10. 시험 종료 또는 오류 시 RF Off 후 DUT bias를 안전하게 내린다.

같은 순서를 SCPI로 표현하기

OUTP OFF
*IDN?
*OPT?
SYST:ERR?
*CLS
OUTP OFF
OUTP:MOD OFF
SOUR:RAD:ARB:STAT OFF
SOUR:FREQ:CW 2 GHZ
SOUR:POW:LEV:IMM:AMPL -30 DBM
*OPC?
SYST:ERR?
SOUR:FREQ:CW?
SOUR:POW:LEV:IMM:AMPL?
OUTP?
SYST:ERR?

마지막 OUTP ON은 자동으로 붙이지 않는다. 프로그램이 query-back 결과, DUT 준비 상태와 analyzer 보호 조건을 확인한 뒤 별도의 승인 단계에서 실행해야 한다.

위 세 개의 SYST:ERR?는 각각 한 번만 읽는 명령이 아니라 FIFO 반복 drain 경계다. N5182B X-Series error queue의 30개 record를 모두 읽을 수 있게 최대 31회만 query하고, 마지막 response의 numeric code가 +0임을 확인해야 종료한다. 31회 안에 +0을 못 보거나 response를 parsing할 수 없으면 session을 실패로 처리한다. *CLS 전 drain은 기존 오류를 log하기 위한 것이고, configure 및 query-back 뒤 drain은 방금 보낸 명령의 실패를 추적하기 위한 것이다.

RF가 On인 동안에는 frequency·power·modulation·waveform select·sample clock·runtime scaling·trigger·ARB state를 바로 바꾸지 않는다. 안전한 자동화 순서에서는 OUTP OFF 확인 후 stimulus를 재설정·query-back하고, 외부 조건을 다시 확인한 뒤 RF를 켠다.

SCPI의 대문자는 명령의 필수 short form을 보여 주고 소문자는 읽기 편한 long form 부분이다. 실제 전송에서는 SOUR:FREQ 2 GHZ처럼 허용된 short form을 쓸 수 있지만, 이 Wiki에서는 의미가 드러나는 형태를 우선한다.

“한 줄의 CW”에도 네 종류의 품질 정보가 붙는다

SA에서 carrier 하나를 보더라도 다음을 서로 다른 원인으로 읽는다.

PA harmonic이나 close-in noise를 측정할 때는 DUT를 빼고 같은 source·analyzer 설정으로 source-only baseline을 먼저 저장한다. Generator residual보다 낮은 DUT 성능을 측정했다고 결론 내릴 수는 없다.

Reference clock과 ALC 상태를 “켜짐”으로만 기록하지 않는다

• Internal reference는 단독 bench의 기본 시간축이다.
• External 10 MHz reference는 SG·SA·VSA의 frequency/phase 관계를 공유할 때 쓴다. External을 선택했다면 cable 연결뿐 아니라 lock indication까지 확인한다.
• Reference가 unlock되거나 잘못된 level·frequency가 들어오면 carrier offset, phase drift와 trigger 재현성이 달라질 수 있다.
• ALC는 MXG 내부 감지점의 평균 level을 setpoint에 맞춘다. DUT plane loss, 고 PAPR 순간 peak 또는 PA output을 측정하는 기능이 아니다.
• Unlevel은 요청한 조건에서 level loop가 목표를 유지하지 못했다는 경고다. 높은 power, 주파수 경계, correction, load mismatch를 확인하고 그 점을 유효한 stimulus로 저장하지 않는다.
• Internal attenuator range가 바뀌면 level settling과 작은 discontinuity가 생길 수 있다. 정밀 sweep에서는 range change 위치와 dwell을 기록하고 sensor로 확인한다.

Marker 숫자가 다를 때 바로 generator를 보정하지 말자

예를 들어 MXG를 -20.00 dBm으로 설정했는데 DUT plane power sensor가 -20.65 dBm을 읽었다고 하자.

원인을 분리하기 전에는 +0.65 dB correction을 바로 저장하지 않는다. 잘못된 plane을 기준으로 correction을 만들면 다른 cable이나 주파수에서 오히려 오차가 커진다.

실무 팁

• 처음 신호를 찾을 때는 넓은 SA span과 여유 있는 reference level을 사용한다.
• RF On 상태를 프로그램 UI와 장비 front panel 양쪽에서 식별 가능하게 만든다.
• Power sweep는 absolute setpoint 목록을 기록하고 상대 step만 누적하지 않는다.
• 장비가 local로 전환되거나 사람이 knob를 움직일 수 있다면 각 측정점에서 핵심 값을 query-back한다.
• 실패 처리에는 항상 OUTP OFF가 있어야 하며, cleanup 자체가 실패한 경우를 log에 남긴다.

P(W) = 10^((P_dBm−30)/10),   V_rms = √(P·50 Ω)

P_DUT(dBm) = P_MXG(dBm) − L_path(dB) + C(dB)

Cause/Effect를 한 문장으로 말해 보자

“MXG power setpoint를 -30 → -20 dBm으로 올렸기 때문에 source level-control stage의 목표가 10 dB 증가했고, 정합된 경로라면 DUT plane power도 약 10 dB 증가한다. 다만 실제 값은 path loss와 mismatch를 포함해 sensor로 검증해야 하며, PA compression과 analyzer overload 위험이 함께 커진다.”

이 장의 장비 문서 기준

• 대상 장비는 N5182B, RF 범위는 9 kHz–6 GHz다.
• 실제 허용 power, reverse-power 내성, warm-up과 specification 조건은 설치 option과 해당 data sheet를 따른다.
• SCPI 명령 spelling은 Keysight N5180-90057 command reference를 기준으로 하고, 프로그램은 *IDN? 결과가 기대한 model인지 먼저 확인한다.
• 이 학습 모델은 실제 장비의 calibration, damage protection 또는 PA 시험 interlock을 대신하지 않는다.