使用实时示波器的s-参数测量的制作方法
【专利说明】使用实时示波器的s-参数测量
[000。 优先权 本申请要求享有2014年7月18日提交的名称为S-PARAMETERMEASUREMENTSUSING REAkTIMEOSCILLOSCOPES的美国临时申请No. 61/026, 434的优先权，其全部内容通过引 用并入本文。
技术领域
[0002] 本公开设及用于使用实时示波器、功率分配器和信号源测量被测设备的完整双端 口和多端口散射参数（S-参数）的方法。
【背景技术】
[0003] 传统地，已经要求具有采样示波器的矢量网络分析仪或时域反射计（TDR)系统来 获得用于表征被测设备（DUT)的S-参数测量。如果固定装置被用于测量S-参数，则一旦 已经测量固定装置的S-参数并且已经测量DUT加上固定装置的S-参数，就可W执行完整 去嵌入操作W通过去除由于固定装置而引起的误差来仅获得DUT的特性。然而，矢量网络 分析仪和TDR系统是昂贵的。
[0004] 随着比特率变得更高，高速串行数据链路仿真和测量要求使用DUT的S-参数W表 征所仿真的链路内的组件W用于嵌入和去嵌入操作。例如，如图1中所见，发射器100的输 出阻抗、接收器102的输入阻抗和信道104的完整S-参数全部被需要W完整地表征和仿真 链路，使得可W做出DUT的精确测试和测量。
[0005] 实时示波器被广泛地用于进行高速串行数据链路调试、测试和测量。期望将实时 示波器用于也测量DUT的S-参数并且然后将所测量的S-参数用于其它测量和仿真而不必 使用多个仪器。
[0006] 所公开的技术的实施例解决现有技术中的运些和其它限制。
【发明内容】
[0007] 所公开的技术的某些实施例包括一种用于使用实时示波器确定被测设备的散射 参数的方法。该方法包括确定具有N个端口的被测设备的每一个端口的反射系数，其中N是 大于或等于一的整数，包括W电阻器端接未被测量的被测设备的端口W及基于当从信号发 生器生成信号时由实时示波器测量的第一电压计算要测量的被测设备的端口的反射系数。 该方法还包括确定被测设备的两个不同端口之间的串扰系数和/或插入损耗，包括基于当 从信号发生器生成信号时由实时示波器测量的第二电压计算要测量的被测设备的端口之 间的串扰和/或插入损耗。
[0008] 所公开的技术的某些实施例还包括一种系统，包括：功率分配器；与功率分配器、 实时示波器和/或被测设备通信的信号发生器，信号发生器被配置成生成信号；W及与信 号发生器、功率分配器和被测设备通信的实时示波器。实时示波器被配置成：计算具有N个 端口的被测设备的每一个端口的反射系数，其中N大于或等于一，基于当从信号发生器生 成信号时由实时示波器测量的第一电压进行测量；w及基于当从信号发生器生成信号时由 实时示波器测量的第二电压计算要测量的被测设备的端口之间的串扰和/或插入损耗。信 号发生器和实时示波器之间的同步触发器提供用于回波损耗系数、插入损耗和串扰测量的 绝对时间参考。
【附图说明】
[0009] 图1图示了串行数据链路系统。
[0010] 图2是根据所公开的技术的实施例的回波损耗系数测量系统的框图。
[0011] 图3是图2中示出的系统的信号流图。
[0012] 图4是根据所公开的技术的实施例的插入损耗测量系统的框图。
[0013] 图5是图4中所示的系统的信号流图。
[0014] 图6是图2的功率分配器。
【具体实施方式】
[001引在不必按比例绘制的附图中，所公开的系统和方法的相似或对应的元素由相同附 图标记表示。
[0016] 所公开的技术使用如图2中所示的实时示波器200、信号发生器202和功率 分配器204测量DUT206的S-参数。双端口DUT206具有四个S-参数：反射系数
W及插入损耗和/或串扰项
[0017] 在图2中所示的设置中，信号发生器202和实时示波器200之间的同步触发器208 提供用于反射系数W及插入损耗和/或串扰系数的绝对时间参考。该同步动作建立用于示 波器200的获取系统的零时间或零相位参考点。信号发生器202可W输出可覆盖较宽带宽 的扫频正弦信号或快速阶跃信号。例如，快速阶跃信号可W覆盖大于50GHz带宽。对于扫 频正弦信号，零相位是参考点。对于快速阶跃信号，零时间是参考点。
[0018] 功率分配器204可W是任何类型的功率分配器或分离器。例如，功率分配器204可 W是具有创建=路功率网络的=个分支处的=个16 2/3欧姆电阻器的功率分配器，如图6 中所见。
[0019] 图3图示了图2中所示的系统的信号流图。
[0020] 如图3的信号流图中所见，功率分配器204是Ξ端口网络且由Ξ个端口S-参数的 数据集表征：
0)。
[0021] 可W提前测量功率分配器204的S-参数并将其保存在实时示波器200的存储器 (未示出）中。将DUT206建模为双端口S-参数数据集萬胃。
[002引为了测量DUT206的端口一 210的反射系数、、ff?'，W理想50欧姆电阻器214端接DUT206的端口二212。信号发生器202被建模有其理想电压Ks并具有输出端口处的反射 系数sg。实时示波器200具有其输入端口处的反射系数gfii
[002引当功率分配器是Ξ端口网络、其中端口二由DUT206端接时，双端口系统可W如 下从功率分配器204的端口一和端口Ξ导出：
[0024] 根据等式（2)，从信号发生器202的电压源到对实时示波器的输入的传递函数可 W被导出为：
[0025] 可W将等式（5)的项插入到等式（6)中，并且等式（6)可W被重写为：
[0026] 在等式（7)中，K,是信号发生器202的电压源值并可W在校准过程期间被获得且 被保存在实时示波器200的存储器中。4是当Ks被生成时由示波器200获取的电压，因此 它是已知的。如W上讨论的，可W提前测量用于功率分配器204的所有S-参数项并将其存 储在示波器200的存储器中。还可W提前测量对应于信号源输出阻抗的霉!!并将其存储在 存储器中。可W提前测量对应于实时示波器200输入阻抗的并也将其存储在存储器 中。因此，未知的仅有《ff"，其可W从等式（7)计算出。一旦从等式（7)获得就可W 使用W上的等式（4)来计算DUT206的反射系数Sfff。
[0027] 可W利用一些假定来简化等式（7)。首先，理想功率分配器的S-参数为：
[0028] 对于理想信号发生器和理想实时示波器，信号源阻抗和示波器输入阻抗为零：
[0029] 假定功率分配器204、信号发生器202和实时示波器200的S-参数是其理想模型， 则等式（7)可W被简化为：