本发明涉及一种用于校正被测量的信号的信号校正方法、该方法的一种用途、一种用于校正被测量的信号的系统以及一种示波器。
背景技术
当测量信号时，干扰(诸如串扰或噪声)影响和扰乱待测信号。这导致测量质量的损失。
图1示出了测量设置的现有技术示例。测试下的设备包括两个晶体管2、4。使用连接到第一晶体管2的栅极和源极的差分探头6将测量第一晶体管2的栅极-源极电压。
然而，穿过第二晶体管4的大的周期性电压干扰测量，这是因为实际的差分探头不能完全补偿具有大振幅的快速变化的电压。
因此如图1所示，由差分探头6测量的信号m包括待测信号s和利用传递函数h进行卷积的造成干扰的信号i。
传递函数h表示待测信号s或承载待测信号s的信号线和造成干扰的信号i之间的耦合。该被扰乱的信号在连接到探头6的测量设备8(例如示波器)处被测量。除了所示的示例之外，干扰也可以由彼此非常近地运行的信号线和其它已知的原因造成。
由于干扰使测量质量降低，因此试图完全减少干扰。
现有技术中已知提供了用于测量线的屏蔽，以便防止信号线和潜在的干扰源之间的串扰或任何其它耦合。
然而，以这种方式不能将干扰减少到零。此外，成本增加，这是因为需要附加的硬件以便将出现的干扰最小化。
因此，本发明的目的是提供一种信号校正方法、该方法的用途、一种用于校正被测量的信号的系统以及一种允许以简单和成本有效的方式具有更高质量的测量的示波器。
技术实现要素：
为了这个目的，提供了一种用于校正被测量的信号的信号校正方法，具有以下步骤：
a)处理在第一测量输入端处的第一信号的数字表示，
b)处理第二测量输入端处的与利用传递函数进行卷积的第一信号相对应的第二信号的数字表示，并且
c)确定用于校正被测量的信号的传递函数。
因此，不要试图屏蔽来自造成干扰的信号的测量输入端，而且造成干扰的信号实际上被连接到测量输入端中的一个测量输入端。通过这样做，可以确定造成干扰的信号干扰待测信号的方式，并确定可以用于消除来自被测量的信号的干扰的相应传递函数。特别地，待测信号由后处理进行校正。
例如，待测信号被施加到第二测量输入端，在第二测量输入端处产生第三信号的数字表示；造成干扰的信号被施加到第一测量输入端，产生造成干扰的信号的数字表示；并且使用造成干扰的信号的数字表示和传递函数的卷积来校正第三信号的数字表示以获得经校正的被测量的信号。这样，通过对造成干扰的信号进行实际测量并从被测量的信号本身减去其对被测量的信号的已知影响以便数学上地消除影响，可以显着提高测量的质量。这种方法引起待测信号的非常精确的测量，而没有任何附加的硬件，这是因为在后处理步骤中完成校正。
为了改进干扰的补偿，可以通过将造成干扰的信号施加到第一测量输入端来创建第一信号。
造成干扰的信号可以是干扰待测信号使得可以对各种原因的干扰进行补偿的干扰信号。
例如，第三信号包括待测信号和由造成干扰的信号造成的干扰。因此，可以从第三信号中完全地提取待测信号。第三信号包括至少部分地待校正的被测量的信号。
在本发明的一个方面中，第二信号是第三信号的一部分。这样，也可以补偿被及时限制的干扰。
通常，术语“信号”被用来描述单个振荡或被及时限制的振荡以及持久的周期性振荡。
根据本发明的一个方面，第三信号被实时校正，特别是通过实时确定传递函数，即使在改变条件下也允许高质量测量。
为了进一步提高测量质量，第一测量输入端和第二测量输入端可以是相干的。由于两个测量输入端的相干性，从两个测量输入端中获得的测量结果可以被结合用于校正目的。因此在应用专用的校正步骤之后，校正的质量被提高引起测量质量提高。
例如，第一信号是周期信号。因此，也可以补偿周期性干扰。特别地，一旦已经确定一个周期的相应影响，就很容易补偿周期性地出现的干扰。
在本发明的另一方面中，第一信号的振幅比待测信号的振幅大至少一个数量级。因此，即使有很强的干扰信号，也可以进行高质量测量。
为了高精度地精确确定传递函数，施加到第一测量输入端的第一信号可以是校准信号，且第二信号可以是使用短路的差分探头测量的电压。
还提供了上述方法的用途，用于消除被测量的信号的共模干扰。待测信号和/或造成干扰的信号可以由差分示波器探头或使用两个示波器探头测量。
还提供了一种用于校正被测量的信号的系统，包括第一测量输入端、第二测量输入端以及控制单元，其中模数转换器被分配给每个测量输入端，并且其中控制单元被配置为根据所述方法来执行所述方法。
此外，提供了包括根据本发明的系统的示波器。
附图说明
本发明的其它特征和优点将从所参考的实施例和附图的以下描述中变得显而易见。在图中，
-图1示出了根据现有技术的测量设置，
-图2示意性地示出了包括根据本发明的示波器的测试设置，该示波器具有根据本发明的系统，该系统执行根据本发明的信号校正方法。
-图3示出了根据图2的方法中使用的第一信号和第二信号的图示。
-图4示出了根据图2的执行信号校正的测试设置。
-图5a示出了根据图4的方法中使用的第一信号、第二信号以及第三信号，
并且
-图5b示意性地示出了经校正的信号和第一干扰信号。
具体实施方式
图2示意性地示出了用于测量测试下的设备12上的电压的测试设置10。
在示出的示例中，测试下的设备12包括两个晶体管14、16，其中第一晶体管14的源极连接到第二晶体管16的漏极。
在此示例中，将应测量第一晶体管14的栅极和源极之间的电压，也就是待测信号s是在第一晶体管14的栅极处的周期性电压信号。
然而，称作造成干扰的信号i的另一周期性电压信号出现在第二晶体管16的源极处。
造成干扰的信号i具有比待测信号s的振幅大至少一个数量级的振幅。
如图2所示，测试设置10包括示波器18、第一差分探头20以及第二差分探头22。
示波器18包括用于校正被测量的信号的系统24，该系统24具有第一测量输入端26、第二测量输入端28、控制单元30以及第一模数转换器和第二模数转换器32、34。
第一模数转换器32被布置在第一测量输入端26和控制单元30之间。同样地，第二模数转换器34被布置在第二测量输入端28和控制单元30之间。
第一测量输入端26和第二测量输入端28是相干的，以便在第一测量输入端26处和在第二测量输入端28处输入的信号之间具有固定的时间关系。
第一差分探头20连接到第一测量输入端26，将信号提供给第一测量输入端26。同样地，第二差分探头22连接到第二测量输入端28，将信号提供给第二测量输入端28。
为了确定耦合和因此造成干扰的信号i和待测信号s之间的干扰，第一差分探头20的探头连接到第二晶体管16的源极和第二晶体管16的漏极(也就是第一晶体管14的源极)。
因此，第一差分探头20将与造成干扰的信号i相对应的第一信号s1提供给系统24的第一测量输入端26。第一信号s1可以被看作校准信号。
第一模数转换器32创建第一信号s1的数字表示并将此数字表示馈送给控制单元30用于进一步处理。
第二差分探头22的探头都连接到第一晶体管14的源极，因此第二差分探头22在这种情况下短路。
第二差分探头22测量第二信号s2，该第二信号s2是利用传递函数h的干扰信号i的卷积。
第二信号s2被提供给系统24的第二测量输入端28，且第二信号s2的数字表示由第二模数转换器34创建。
然后第二信号s2的数字表示被馈送给系统24的控制单元30用于进一步处理。
可以在示出了随着时间的第一信号s1和第二信号s2的图3中看到第一信号s1和第二信号s2之间的关系。
为了简单起见，第一信号s1在突出显示的时间间隔t1中被示为具有单个步骤的阶梯函数。当然，在周期性信号中，第一信号s1包括多个步骤，每个步骤导致对测量和因此多个第二信号s2的干扰。
在时间间隔t1中，第一晶体管14的源极处电压的突然变化(在第一信号s1中视为阶梯上升)在第二差分探头22的测量中产生了干扰，其被图示为第二信号s2的摆动。第二信号s2是第一信号s1和传递函数h的卷积，简化为s2＝s1*h。
被馈送有信号s1和s2的控制单元30因此能够使用第一信号s1和第二信号s2的数字表示来确定此传递函数h。
经确定的传递函数h被存储在控制单元30的存储器中，用于在实际测量期间校正由第二差分探头22测量的信号，以便适当校正测量的信号。
图4示出了用于实际测量穿过第一晶体管14的栅极和源极的待测信号s的测试设置10。
第一差分探头20的接线保持如图2所示。因此，造成干扰的信号i仍然被馈送给第一测量输入端26。
然而，第二差分探头22的接线被改变。现在，第二差分探头22的探头被相应地连接到第一晶体管14的栅极和源极。
因此，第二差分探头22测量待测信号s。然而，由于第二差分探头22的一个探头连接到第一晶体管14的源极，待测信号s的测量仍然被干扰信号i所扰乱。
因此，第二差分探头22测量包括待测信号s和第二信号s2(也就是由造成干扰的信号i所造成的干扰)的第三信号s3。
换句话说，如图5a所示，第三信号s3具有作为待测信号s的一部分和对应于第二信号s2的一部分，其中第二信号s2是第一信号s1和传递函数h的卷积。简化的s3等于s+s2。
然后第三信号s3被提供给第二测量输入端28。
信号s1、s3再次被第一模数转换器和第二模数转换器32、34转换并被馈送到控制单元30。
控制单元30使用第一信号s1的数字表示和预先确定的存储的传递函数h，以便利用传递函数h确定第一信号s1的数字表示的卷积。
卷积的结果等于造成干扰的信号i对第二差分探头22的测量的影响，也就是结果对应于第二信号s2。
然后从第三信号s3中减去卷积的结果。因此，存在于第三信号s3中的第二信号s2通过卷积的结果被消除，只留下经校正的被测量的信号c的数字表示，经校正的被测量的信号c是没有干扰的待测信号s。然后经校正的被测量的信号c由控制单元30输出用于进一步处理，特别是用于在示波器18的显示器上输出。
因此，即使存在造成干扰的信号i的干扰，也可以执行待测信号s的高质量测量。
示出的方法也可以用于消除被测量的信号的共模干扰。
在示出的实施例中，系统24是示波器18的一部分。然而，也可以在其它测试设备中集成系统24。
此外，虽然差分探头20、22被示为用于测量各种信号，但是当然可以使用单个有头的探头代替差分探头20、22中的一个或两个差分探头。
所述方法还可以用于承载待测信号的信号线受到噪声或另一干扰源(例如经由信号线的串扰)的干扰的情况。在这种情况下，系统24的第一测量输入端26连接到造成串扰的信号线，且承载待测信号s的信号线连接到第二测量输入端28。
此外，施加到第一测量输入端26的第一信号s1是校准信号。校准信号可以是事先已知的。
此外，可以在测量期间实时计算传递函数h，以便适应干扰的大小或其它特性的变化。
可选择地，造成干扰的信号i是与待测信号s同步的恒定信号。然后，应用静态和常数校正。此外，在待测信号s的校正期间不需要占用第一测量输入端26，使得第一测量输入端26可以用于不同的测量。