不同的通訊系統，對於性能參數各自有不同的要求，所以很難在不同的系統間進行比較跟討論。不過，對於同樣的系統下，自然是有一些參數可以來協助我們衡量(電路或系統)性能的。這裡就來講一下動態範圍，但著眼點會放在電路的連續波(Continuous Wave, CW)測試上，以及為什麼需要做連續波測試。
動態範圍 (Dynamic Range, DR)
DR 指的是：系統所能接受的 "最小功率" 到 "最大功率" 的範圍有多廣。它的概念很簡單的講，像是這樣子：
- 如果接收到的訊號功率很微弱，那訊號肯定是很爛 (更弱者，就解調不出來)。通常 spec 會開給你 Bit Error Rate (BER)，如果你的 BER 高於 spec 定義的值，那就是訊號爛到過不了規範。接收訊號越微弱，BER 當然會越糟糕 (基於調制、編碼與錯誤糾正等理由，訊號越弱，BER 並不是呈線性變差的，通常都是越過某個臨界之後，瞬間變爛。)
- 所以，當訊號功率越調越小，小到某個程度，然後 BER 就爆了，這就是你的系統所能接收的"最小功率"。
- 因為電路有線性度的問題，所以當你打入的功率越大，電路就會有交越調變失真產生，這樣子的失真量，會影響到你原本想接收的訊號 (也就是說你的訊號因此失真了、變形了)，那麼也會造成解調結果越來越差。所以，餵給系統的訊號功率也沒辦法永無止盡的大呀！
無贅餘失真的動態範圍 (Spurious Free Dynamic Range, SFDR)
剛剛講的，是有 BER 當作依據所測出來的動態範圍，這樣的測試一般稱為系統測試。但是，通常我們在進行單一電路設計的時候，不太會這麼快就做系統測試。往往都是先做連續波(Continuous Wave, CW)測試，也俗稱 CW 測試。CW 測試常見的有三種，單調、雙調與多調，英文會寫 single-tone、two-tone 以及 multi-tone tests。
- 單調測試
- 做單調測試的理由在於量測出電路的特徵(基本性能)，例如 Pin 對 Pout 的關係、功率增益、 1 dB 壓縮點、飽和功率等等。而 single-tone 測試的結果可以用於預測出 two-tone 性能的理論值。
- 雙調測試
- 做 two-tone 測試在於評定線性度參數 (可用於預測電路在任意輸入功率時所產生的失真量)。線性度參數最常聽到的就是 IP3 (三階交越點)，如果以輸入為參考來描述，則稱為 IIP3 點；以輸出做參考則稱為 OIP3。
- 做 two-tone 的理由是為了評定失真，同時也是在為估測調制後的失真做準備。
- Two-tone 訊號其實是一調制訊號的特例 (想像一張譜，有很多頻率成分對吧！如果頻率成分只有 1 根，那擺明就是只有一個弦波(載波)，沒有調制；那再加上 1 根，變 2 根就有調制譜的味道了。其實 two-tone 正是 double-sideband suppressed carrier 的振幅調制訊號，其實還有加上相位反轉，只不過剛好反轉時振幅大小為0)
- 有諸多研究便是在找出某種系統的"系統性能"如何用 CW 參數來預估，這樣子電路設計者便可以在電路圈入系統之前，先盡可能做好自己應該滿足的設計規格
- 多調測試
- 這就不用講了，當然是為了評估 multi-tone 系統使用了，如 OFDM。
- 同樣的，也有諸多研究在討論這樣的 CW 參數如何用來預估總體的系統性能
回到 SFDR 這個 CW 參數上，因為我們現在施加的測試訊號都是弦波，並不是真正的系統調制訊號，那麼要怎麼樣定義電路的動態範圍？(SFDR 只是其中一種定義動態範圍的方式，還有其他的)。它的概念很簡單，像這樣子：
- 世界上一定有雜訊，在某個特定環境與條件下，雜訊一定有個底，不可能無限制的高啊！這個底，英文上看到的就是 noise floor 這個字眼。
- 好，以放大器為例，動態範圍裡面講的 "最小功率" 是多小？當你將輸入功率越調越小，當放大器輸出功率跟著小到被雜訊淹沒，肉眼在頻譜上已經觀察不到，就稱這個輸入功率點是電路能接收到的最小功率 (更精確的觀測其實是該點要高於 noise floor 3 dB，這我就不談了，大家只要知道概念就可以了)
- 系統頻寬開越大，noise floor 會越上升 (搞的到頻譜的話，調一下 RBW 觀察一下囉)。
那麼電路所能接受的"最大功率"呢？怎麼定義：
- 當你把雙調訊號的輸入功率慢慢增加時，因為交越調變失真項也會變高，所以當功率增加到某個程度的時候，你會觀察到輸出失真項從 noise floor 冒了出頭(通常是觀察 3 階項，會出現在通帶兩側)，這時候，我們就會說「不行！失真冒出來了！我觀察到了！功率不能再加大了，再加大失真一定更嚴重 (廢言啊~~)」
SFDR 做參考
當然，動態範圍是越大越好呀！代表訊號很微弱，或訊號很強壯，你的電路都可以在不超過特定失真量的條件下工作的很好。不過，通常 CW 測試量到的 SFDR 不是讓你用來做「不同系統間」的比較用的(還需要正規化，要做到公平很不容易)，而是讓你用來對「自己的系統」做性能校調用的參考。
小結
有時候我們很容易落入在「不同系統之間」比較性能的謬誤，那樣比怎麼比的完啦！電路性能也是一樣啊，參數最好還是先有個「系統」，然後再於那個系統的條件下(比如系統頻寬就固定下來了之類的)，再去評估電路的性能適用性。為什麼要講適用性，而不講優劣？因為電路參數往往不只一個，你是要怎麼樣比出個優劣 (有啦，有些人會用總體指數，figure-of-merit 來做比較)。或者說，在沒有系統限制條件下，想要比出優劣，一定是有一些「前提條件」被確認的情況，那麼比較才有意義。(比如說，哦，這 LNA 好強哦，雜訊指數只有 0.1 dB耶！然後 gain 只有 1 dB，這樣是強在哪？)
之後我們再來討論一下，線性度、雜訊指數與系統頻寬之間的取捨關係。