动态补偿电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及电子测试和测量仪器及其附件的领域。所公开的技术具体地解决了在探头附件被用于做出针对电子仪器的测量时对其进行动态补偿的问题。
【背景技术】
[0002]传统上，在测试和测量系统中补偿诸如探头之类的附件涉及从被测设备(DUT，device under test)移除附件并且将附件连接到校准或补偿激励。常规地，测试和测量系统包括主机、控制器和被测设备。附件附接到被测设备并测量来自被测设备的信号并将其发送回到主机。然而，为了补偿附件，必须从被测设备移除附件并且将其附接到典型地位于主机上的校准/补偿激励。将探头/附件连接到校准或补偿激励可能涉及在探头/附件与激励信号之间进行对接的特殊适配器和固定装置的使用。
[0003]使用光学传感器来精确地测量下至DC在过去尚未取得太多成功。光学传感器易受周围环境中的改变影响。温度、机械应力和被应用于光学传感器的信号可能使传感器的DC/LF偏移组件动态漂移，从而使其不可使用或者导致显著的测量误差。
[0004]所需要的是下述能力:在附件正在操作时对其实时进行动态校准或补偿，以消除将附件手动连接到校准或补偿信号的需要，还有消除将附件从DUT移除以校准或补偿探头的需要。该动态补偿对于用户来说应当是透明的。
【发明内容】
[0005]所公开的技术的某些实施例包括一种测试和测量系统，其包括被测设备、附件、控制器以及测试和测量仪器。附件连接到被测设备并包括从被测设备接收输入信号的信号输入、被配置成在附件内部动态应用补偿信号的补偿单元、以及输出从被测设备读取的输出信号的信号输出。控制器连接到附件并包括从附件接收输入信号和输出信号的一个或多个接收器以及被配置成比较输入信号和输出信号且在补偿单元进行测量时响应于比较而实时地动态提供来自补偿单元的补偿信号的微控制器。
[0006]其它实施例包括一种内部校准包括主机、控制器和被测设备的测量系统中的附件的方法。所述方法包括:在附件处从被测设备接收输入信号，基于输入信号来输出来自附件的输出信号，在控制器处比较输出信号和输入信号并且确定补偿值，以及向附件中或主机测试和测量仪器中的补偿单元提供补偿值以补偿来自被测设备的输出信号。
【附图说明】
[0007]图1和2图示了具有包含补偿单元的附件头的测量系统的实施例。
[0008]图3图示了具有包括光学传感器和补偿单元的附件头的测量系统。
【具体实施方式】
[0009]在附图中(其未必是按比例绘制的)，所公开的系统和方法的相似或对应的元素由相同的附图标记标示。
[0010]有时，附接到DUT的附件不能被容易地移除以便校准或补偿附件。例如，附件可以被永久地安装在测试固定装置中、焊接到DUT、安装在难以访问的或远程的位置处、在环境室中、或者在诸如具有高电压的位置之类的危险位置中。因此，在诸如这些的情形中，能够校准或补偿附件而不将附件从DUT移除是重要的。
[0011]所公开的技术的一些实施例使得能够使用光学电压传感器(如以下更加详细地讨论的)，以通过在光学传感器进行测量时动态补偿光学传感器随时间的DC/LF (低频)不稳定性来测量从直流电(DC)到千兆赫兹(GHz)的电信号。光学传感器的输出易受环境中的改变以及被应用于传感器的信号和偏置影响。添加校正电路(如以下更加详细地讨论的)使得能够开发完全电隔离的、DC耦合的、具有高共模抑制和电压范围的高带宽、高灵敏度差分附件头O
[0012]所公开的技术的实施例包括测试和测量系统，其包括主机100 (诸如测试和测量仪器)、控制器102、附件头104和DUT 106。这样的系统的一个示例在图1中示出。附件头104包括补偿单元108，其在以下被更加详细地描述。
[0013]在测量操作期间，在附件头104的输入114和116处接收来自DUT 106的信号。所测量到的信号然后通过放大器118而被发送，且通过主信号路径120和路径124而被发送到主机100。补偿单元108还发送回将被用于系统的补偿的测量信号的被监视部分。
[0014]补偿连续完成。由于来自补偿单元108的补偿信号是已知的，因此来自补偿单元108的补偿信号可以在主机100或者控制器102处被应用于输出信号。
[0015]为了确定图1和2中所示的测试和测量系统中的补偿的量，来自DUT 106的输入信号不仅被发送到放大器118，而且被发送到补偿单元108。补偿单元108然后将来自DUT106的输入信号转发到控制器102以用于分析。来自放大器118的输出信号也被发送到控制器102以用于分析。尽管未示出，输出信号和输入信号也可以在附件头104内部加以分析。控制器102比较输入信号和输出信号并从这些信号的比较确定DC/LF偏移误差。基于DC/LF偏移误差来确定所得补偿值以在由补偿单元供应时最小化DC/LF偏移误差。补偿值然后被从控制器102发送到附件头104中的补偿单元108。该循环优选地被持续重复以维持来自DUT 106的信号的测量中的最小偏移漂移误差。
[0016]图1示出从DUT 106接收两个输入的差分附件头。然而，补偿单元108还可以被用在具有单端输入的附件头104中，如图2中所示。图2的系统将与图1中所示的系统相同地工作，除了仅接收单个输入之外。
[0017]如图3中所示，如果附件头104是光学附件头，则附件头104可以包括光学传感器。如果情况是这样，则图3中所示的测量系统将仍旧包括主机100、控制器102、补偿单元108和DUT 106，如以上关于图1和2所讨论的那样。图3的测量系统包括光学传感器400，而不是使用放大器118。光学传感器400可以是例如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)光学传感器。然而也可以使用其它光学传感器。附件头104的输入114和116连接到信号输入电极402和404。来自信号输入电极402和404的输出被从光学传感器400通过主信号路径120发送到控制器102。另一方面，补偿单元108连接到光学传感器400的与信号输入电极402和404分离且电隔离的控制电极406和408。
[0018]当使用光学传感器400时，控制器102包括激光控制器410、激光器412、光学收发器414、光电转换器416、模数转换器418和微控制器420。
[0019]类似于以上关于图1和2讨论的补偿量，确定要应用于控制电极406和408的补偿的量。来自DUT 106的输入信号114和116不仅被发送到输入信号路径电极402和404，而且被发送到补偿单元108。输入信号然后被发送到光学发射器414且最终到微处理器420以用于分析。尽管未示出，输入信号经由连接到补偿单元108的模数转换