使用多通道测量设备测量被测信号中的误差的制作方法

本申请涉及一种使用具有多个输入通道的信号测量设备对被测设备(dut)输出的被测信号(sut)的特性进行测量的方法。

背景技术：

示波器可以用来测量被测信号(sut)的各种特性，如由被测设备(dut)生成的或由dut响应于刺激信号以其他方式输出的射频(rf)信号。可测量sut特性的例子包括频率、周期、脉冲宽度、上升时间、电压噪声、相位噪声、时间抖动和转换速率。然而，测量的灵敏度可被示波器的用于接收sut的输入通道引入的测量误差(噪声)限制。测量误差通常是由各种类型的竖直和水平(定时)误差引起的，包括例如随机电压噪声、加性周期性电压误差、随机时间抖动和加性周期性时间抖动。当测量通过多个示波器通道接收的sut特性时，由每个通道引入的测量误差中的一些测量误差包括与sut不相关并且与另一个通道不相关的误差。这些不相关测量误差保持在sut中，并且因此影响sut特性的测量和/或显示准确度。

因此，示波器通常不用于对各种sut特性(如相位噪声)进行各种类型的测量。通常，无法区分sut的变化与测量sut特性时由示波器通道引入的测量误差引起的变化。相反，例如，更可能使用频谱分析器来测量相位噪声，但是一些频谱分析器仅可以区分有限频率偏移范围内的相位噪声与振幅噪声。而且，许多频谱分析器仅测量邻近rf载波的总单边带噪声。用于测量rf信号的相位噪声的其他系统包括专用相位噪声测量系统，如可从keysighttechnologies,inc.获得的e5500系列相位噪声测量解决方案、以及信号源分析器，如可从keysighttechnologies,inc.获得的e5052b信号源分析器。这些测量系统使用外差法在频域中对相位进行解调、具有低测量误差平层并且相对较快。然而，这种测量系统无法测量数据型信号或扩频计时型信号，并且通常限于最大偏移频率100mhz。

技术实现要素：

本申请涉及如下项的技术方案：

1.一种使用具有多个输入通道的信号测量设备对被测设备(dut)输出的

被测信号(sut)的特性进行测量的方法，所述方法包括：

接收所述sut；

在所述多个输入通道中的第一输入通道中将所述sut的第一副本数字化，以获得一个或多个第一数字化波形；

在所述多个输入通道中的第二输入通道中将所述sut的第二副本数字化，以获得一个或多个第二数字化波形；

重复确定所述第一数字化波形中所述sut特性的测量值，以获得多个第一测量值；

重复确定所述第二数字化波形中所述sut特性的第二测量值，以获得多个第二测量值，每个第二测量值分别与第一测量值配对，以获得多个测量值对；

将所述测量值对中的每个测量值对中的所述第一测量值和第二测量值相乘，以获得多个测量乘积；

确定所述测量乘积的平均值，以获得所测量sut特性的均方值(msv)；以及

确定所述msv的平方根，以获得所述所测量sut特性的均方根(rms)值，

其中，所述所测量sut特性的所述rms值包括所述sut在所述第一输入通道和所述第二输入通道两者中的变化，并且基本上忽略非所述sut的变化，所述非所述sut的变化作为对应的测量误差的结果由所述第一输入通道或所述第二输入通道中的仅一个输入通道引入。

2.项1的方法，其中，所述第一测量值包括所述第一数字化波形的时间误差或相位误差，并且所述第二测量值包括所述第二数字化波形的时间误差或相位误差。

3.项2的方法，其中，计算所述第一数字化波形的所述时间误差或所述相位误差包括定位所述第一数字化波形中的每一个的阈值交叉点的边缘时间，并且计算所述第二数字化波形的所述时间误差或所述相位误差包括定位所述第二数字化波形中的每一个的阈值交叉点的边缘时间；以及分别计算所述第一波形和所述第二波形的所定位边缘时间与所述第一波形和所述第二波形的理想边缘时间之差。

4.项1的方法，其中，所述sut是差分信号，并且所述sut的分别在所述第一通道和所述第二通道中数字化的所述第一副本和所述第二副本对应于所述差分信号的反相侧和非反相侧。

5.项1的方法，其中，所述sut是单端信号，所述方法进一步包括：将所述sut切分成所述sut的分别在所述第一通道和所述第二通道中数字化的所述第一副本和所述第二副本。

6.项1的方法，其中，所述sut的所述第一副本经由连接到所述第一通道的第一探针接收，并且所述sut的所述第二副本经由连接到所述第二通道的第二探针接收，并且

其中，由所述第一输入通道或所述第二输入通道中的仅一个输入通道引入的所述变化分别包括由所述第一探针和所述第二探针引入的变化。

7.项1的方法，其中，每个测量对包括对应于基本上同一时间的第一测量值和第二测量值。

8.项1的方法，其进一步包括：在将所述sut的所述第一副本数字化之前，在所述信号测量设备的所述第一通道中使用第一放大器放大所述第一副本；以及

在将所述sut的所述第二副本数字化之前，在所述信号测量设备的所述第二通道中使用第二放大器放大所述第二副本，

其中，由所述第一输入通道或所述第二输入通道中的仅一个输入通道引入的所述变化分别包括由所述第一放大器和所述第二放大器引入的变化。

9.项1的方法，其中，当所述所测量特性是抖动时，所述所测量sut特性包括所述sut的所述变化。

10.一种使用具有多个输入通道的信号测量设备对被测设备(dut)输出的

被测信号(sut)的特性进行测量的方法，所述方法包括：

接收所述sut；

在所述多个输入通道中的第一输入通道中将所述sut的第一副本数字化，以获得一个或多个第一数字化波形；

在所述多个输入通道中的第二输入通道中将所述sut的第二副本数字化，以获得一个或多个第二数字化波形；

重复确定第一测量趋势，以获得多个第一测量趋势，每个第一测量趋势分别对应于所述一个或多个第一数字化波形中所述sut特性的测量结果；

重复确定第二测量趋势，以获得多个第二测量趋势，每个第二测量趋势分别对应于所述一个或多个第二数字化波形中所述sut特性的测量结果，每个第二测量趋势分别与第一测量趋势配对，以获得多个测量趋势对；

将所述测量趋势对中的每个测量趋势对中的所述第一测量趋势和所述第二测量趋势互相关，以获得多个互相关矢量；

分别从所述多个互相关矢量中抽取多个零位移值，其中，抽取所述多个零位移值包括从每个互相关矢量中鉴别出使用所述测量趋势对中的所述第一测量趋势与所述第二测量趋势之间的零偏斜获得的值，并且丢弃来自其他互相关矢量的所有其他值；

将所述多个互相关矢量的所述零位移值相加，以获得所述多个测量趋势对的测量乘积之和；

将所述零位移值之和除以所述多个互相关矢量的测量乘积的总数，以获得所述测量乘积的平均值，所述平均值对应于所测量sut特性的均方值(msv)；以及

确定所述msv的平均值的平方根，以获得所述所测量sut特性的均方根(rms)值，

其中，所述所测量sut特性的所述rms值包括所述sut在所述第一输入通道和所述第二输入通道两者中的变化，并且基本上忽略非所述sut的不相关变化，所述非所述sut的不相关变化由所述第一通道或所述第二通道中的仅一个通道引入。

11.项10的方法，其中，确定所述第一测量趋势包括确定所述第一数字化波形的时间误差或相位误差，并且确定所述第二测量趋势包括确定所述sut的所述第二副本的时间误差或相位误差。

12.项10的方法，其中，所述sut是差分信号，并且分别在所述第一通道和所述第二通道中数字化的所述sut的所述第一副本和所述第二副本分别对应于所述差分信号的反相侧和非反相侧。

13.项10的方法，其中，所述sut是单端信号，所述方法进一步包括：

将所述sut切分成所述sut的分别在所述第一通道和所述第二通道中数字化的所述第一副本和所述第二副本。

14.项10的方法，其中，所述sut的所述第一副本经由连接到所述第一通道的第一探针接收，并且所述sut的所述第二副本经由连接到所述第二通道的第二探针接收，并且

其中，由所述第一通道或所述第二通道中的仅一个通道引入的所述不相关变化分别包括由所述第一探针和所述第二探针引入的噪声。

15.项10的方法，其进一步包括：

在将所述sut的所述第一副本数字化之前，在所述信号测量设备的所述第一通道中使用第一放大器放大所述第一副本；以及

在将所述sut的所述第二副本数字化之前，在所述信号测量设备的所述第二通道中使用第二放大器放大所述第二副本，

其中，由所述第一通道或所述第二通道中的仅一个通道引入的所述不相关变化分别包括由所述第一放大器和所述第二放大器引入的变化。

16.项11的方法，其中，计算所述第一数字化波形的时间误差趋势或相位误差趋势包括定位所述第一数字化波形中的每一个的阈值交叉点的边缘时间，并且计算所述第二数字化波形的时间误差趋势或相位误差趋势包括定位所述第二数字化波形中的每一个的阈值交叉点的边缘时间；以及分别计算所述第一波形和所述第二波形的所定位边缘时间与所述第一波形和所述第二波形的理想边缘时间之差。

17.项10的方法，其中，每个测量趋势对包括对应于基本上同一时间帧的第一测量趋势和第二测量趋势。

18.一种使用具有多个输入通道的信号测量设备对被测设备(dut)输出的被测信号(sut)的特性进行测量的方法，所述方法包括：接收所述sut；

在所述多个输入通道中的第一输入通道中将所述sut的第一副本数字化，以获得一个或多个第一数字化波形；

在所述多个输入通道中的第二输入通道中将所述sut的第二副本数字化，以获得一个或多个第二数字化波形；

重复确定第一测量趋势，以获得多个第一测量趋势，每个第一测量趋势分别对应于每个第一数字化波形中所述sut特性的测量结果；

重复确定第二测量趋势，以获得多个第二测量趋势，每个第二测量趋势分别对应于每个第二数字化波形中所述sut特性的测量结果，每个第二测量趋势分别与第一测量趋势配对，以获得多个测量趋势对；

对所述测量趋势对中的每个测量趋势对中的所述第一测量趋势和所述第二测量趋势进行离散傅里叶变换(dft)，以获得所述多个测量趋势对中的每个测量趋势对的相应第一测量振幅谱和第二测量振幅谱；

将所述测量趋势对中的每个测量趋势对中的所述第一测量振幅谱和所述第二测量振幅谱互相关，以获得多个测量功率谱；以及

对所述测量功率谱求平均，以获得所述sut在所述第一输入通道和所述第二输入通道两者中的平均测量功率谱，并且基本上忽略非所述sut的测量误差，所述非所述sut的测量误差由所述第一通道或所述第二通道中的仅一个通道引入。

19.项18的方法，其进一步包括：基于所述平均测量功率谱导出所述sut的平均振幅谱。

20.项18的方法，其进一步包括：基于所述平均测量功率谱导出所述sut的单边带相位噪声。

附图说明

当与附图一起阅读时，代表性实施方案从以下详细说明得到最好的理解。在适用且实用的情况下，相同附图标记指代相同元件。

图1a是根据代表性实施方案的用于使用具有多个输入通道的信号测量设备对被测信号(sut)进行测试的系统的简化框图。

图1b是根据代表性实施方案的用于使用具有包括测量探针的多个输入通道的信号测量设备对sut进行测试的系统的简化框图。

图2是简化流程图，示出了根据代表性实施方案的使用具有多个输入通道的信号测量设备对sut进行测试的方法。

图3是简化流程图，示出了根据代表性实施方案的使用具有多个输入通道的信号测量设备对sut进行测试的方法。

图4是简化流程图，示出了根据代表性实施方案的使用具有多个输入通道的信号测量设备对sut进行测试的方法。

具体实施方式

在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的说明性实施方案，以便提供对根据本传授内容的实施方案的透彻理解。然而，对于受益于本公开文本的人来说，显而易见的是，根据本传授内容的偏离本文所公开的具体细节的其他实施方案仍在所附权利要求的范围内。此外，可以省略对众所周知的设备和方法的描述，以免模糊对示例实施方案的描述。这种方法和设备在本传授内容的范围内。

通常，应当理解，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，除非上下文以其他方式清楚地指明，否则术语“一个/种”和“所述”包括单数指示物和复数指示物。因此，例如，“设备”包括一个设备和多个设备。

如说明书和所附权利要求书中使用的并且除了其普通含义之外，术语“基本”或“基本上”意指在可接受的限度或程度内。例如，“基本上删除”意味着本领域技术人员会认为删除是可接受的。作为另一个例子，“基本上移除”意味着本领域技术人员会认为移除是可接受的。如说明书和所附权利要求书中使用的并且除了其普通含义之外，术语“大致”意指在本领域普通技术人员可接受的限度或量内。例如，“大致相同”意味着本领域普通技术人员会认为被比较的项是相同的。

本公开文本的各个代表性实施方案总体上提供了一种用于使用测量系统对被测设备(dut)输出的被测信号(sut)的一个或多个特性进行测量的系统和方法，所述测量系统具有用于接收sut的副本的多个通道，如包括数字信号处理器(dsp)的示波器。实施方案对例如使用一个或多个示波器的多个通道执行的数据和扩频计时(ssc)信号提供低噪声和畸变测量。而且，最大偏移频率范围扩大到超过100mhz，直到用于相位噪声测量的载波频率的约一半。作为另外的例子，实施例可以对已经进行任意数字滤波的信号进行测量、可以在施加任意数字滤波之后计算整合的相位抖动并且可以在整合相位抖动之前从所测量时钟中移除ssc相位调制。

根据代表性实施方案，提供了一种用于使用具有多个输入通道的信号测量设备对dut输出的sut的特性进行测量的方法。所述方法包括：接收所述sut；在第一输入通道中将所述sut的第一副本数字化，以获得一个或多个第一数字化波形；在第二输入通道中将所述sut的第二副本数字化，以获得一个或多个第二数字化波形；重复确定所述第一数字化波形中所述sut特性的测量值，以获得多个第一测量值；重复确定所述第二数字化波形中所述sut特性的第二测量值，以获得多个第二测量值，其中，每个第二测量值分别与第一测量值配对，以获得测量值对。所述方法进一步包括：将所述测量值对中的每个测量值对中的所述第一测量值和第二测量值相乘，以获得测量乘积；确定所述测量乘积的平均值，以获得所测量sut特性的均方值(msv)；以及确定所述msv的平方根，以获得所述所测量sut特性的均方根(rms)值。所述所测量sut特性的所述rms值包括所述sut在所述第一输入通道和所述第二输入通道两者中的变化，并且基本上忽略非所述sut的变化，所述非所述sut的变化作为相应测量误差的结果由所述第一输入通道或所述第二输入通道中的仅一个输入通道引入。

根据另一个代表性实施方案，提供了一种用于使用具有多个输入通道的信号测量设备对dut输出的sut的特性进行测量的方法。所述方法包括：接收所述sut；在第一输入通道中将所述sut的第一副本数字化，以获得一个或多个第一数字化波形；在第二输入通道中将所述sut的第二副本数字化，以获得一个或多个第二数字化波形；重复确定第一测量趋势，以获得多个第一测量趋势，每个第一测量趋势分别对应于所述一个或多个第一数字化波形中所述sut特性的测量结果；以及重复确定第二测量趋势，以获得多个第二测量趋势，每个第二测量趋势分别对应于所述一个或多个第二数字化波形中所述sut特性的测量结果。每个第二测量趋势分别与第一测量趋势配对，以获得多个测量趋势对。所述方法进一步包括：将所述测量趋势对中的每个测量趋势对中的所述第一测量趋势和所述第二测量趋势互相关，以获得互相关矢量；分别从所述互相关矢量中抽取零位移值，其中，抽取所述零位移值包括从每个互相关矢量中鉴别出使用所述测量趋势对中的所述第一测量趋势与所述第二测量趋势之间的零偏斜获得的值，并且丢弃来自其他互相关矢量的所有其他值。所述方法进一步包括：将所述互相关矢量的所述零位移值相加，以获得所述测量趋势对的测量乘积之和；将所述零位移值之和除以多个互相关矢量的测量乘积的总数，以获得所述测量乘积的平均值，所述平均值对应于所测量sut特性的msv；以及确定所述msv的平均值的平方根，以获得所述所测量sut特性的rms值。所述rms值包括所述sut在所述第一通道和所述第二通道两者中的变化，并且基本上忽略非所述sut的不相关变化，所述非所述sut的不相关变化由所述第一通道或所述第二通道中的仅一个通道引入。

根据另一个代表性实施方案，提供了一种用于使用具有多个输入通道的信号测量设备对dut输出的sut的特性进行测量的方法。所述方法包括：接收所述sut；在第一输入通道中将所述sut的第一副本数字化，以获得一个或多个第一数字化波形；在第二输入通道中将所述sut的第二副本数字化，以获得一个或多个第二数字化波形；重复确定第一测量趋势，以获得多个第一测量趋势，每个第一测量趋势分别对应于每个第一数字化波形中所述sut特性的测量结果；以及重复确定第二测量趋势，以获得多个第二测量趋势，每个第二测量趋势分别对应于每个第二数字化波形中所述sut特性的测量结果。每个第二测量趋势分别与第一测量趋势配对，以获得多个测量趋势对。所述方法进一步包括：对所述测量趋势对中的每个测量趋势对中的所述第一测量趋势和所述第二测量趋势进行离散傅里叶变换(dft)，以获得所述多个测量趋势对中的每个测量趋势对的相应第一测量振幅谱和第二测量振幅谱；将所述测量趋势对中的每个测量趋势对中的所述第一测量振幅谱和所述第二测量振幅谱互相关，以获得测量功率谱；以及对所述测量功率谱求平均，以获得所述sut在所述第一通道和所述第二通道两者中的平均测量功率谱，并且基本上忽略非所述sut的测量误差，所述非所述sut的测量误差由所述第一通道或所述第二通道中的仅一个通道引入。

在常规方法中，归因于示波器在这两个数字化通道中的数字化过程的任何测量误差(例如，噪声和/或抖动)直接添加到测量结果并且无法与sut的变化进行区分。然而，使用根据各个实施方案的互相关，仅sut的跨这两个数字化通道相关的sut特性和关联变化(包括对应于各种类型的测量误差的sut特性和/或变化本身)仍在测量结果中，因为sut特性和关联变化归因于实际的sut(出现在这两个副本中)。经过多次迭代，跨这两个数字化通道不相关的测量误差平均为零，从而仅留下了归因于sut的特性。

用于使用示波器测量的sut特性的例子是时间间隔误差(tie)抖动和相位噪声，所述tie抖动是边缘时间误差的度量。常规tie抖动测量可以通过各种方式执行，但是一般在示波器中通过以下来执行：定位对应于已经由示波器接收的数字化sut波形的边缘的所有阈值交叉点的时间、然后确定那些所测量边缘时间与那些边缘的理想(无误差)时间之差。理想边缘时间可以例如使用边缘时间的最佳适配线性模型确定，以表示恒定频率时钟。可替代地，理想边缘时间可以例如使用锁相环仿真算法确定。理想边缘时间甚至可以由示波器通过另一个独立输入通道接收。tie抖动测量产生了一系列边缘时间误差值，所述一系列边缘时间误差值从单个数字化sut波形或从多个sut波形收集。可以确定由于sut的变化造成的边缘时间误差值的标准偏差并且以秒/均方根(rms)为单位进行报告。

相比之下，所公开的与测量tie抖动(以及测量相位噪声)有关的实施方案对sut的两个副本进行操作。在不使用外差技术进行解调的情况下，通过两个独立的示波器输入通道将sut的副本数字化。一旦数字化，就成对地确定sut副本的tie测量值，根据每个sut副本计算每对中的一个tie测量值。确定每对中tie测量值的乘积，并且然后计算各对的乘积的平均值。平均值提供了对tie抖动的方差或均方值(msv)的估计。求msv的平方根产生了tie抖动的标准偏差或均方根(rms)值。

可以获得、储存tie测量值并且报告为连续时间矢量或tie趋势。在这种情况下，所公开的实施方案对成对tie趋势进行操作，其中，根据每个sut副本确定每个tie趋势对中的一个tie趋势。将每对中的tie趋势彼此互相关，以获得相应的互相关矢量。使用相应对中的tie趋势之间的零位移(τ＝0)分别从互相关矢量中抽取零位移值。将抽取的零位移值相加，以获得测量趋势对的测量乘积之和。将测量乘积之和除以所有对中所有tie趋势中的元素的总数相当于计算sut的tie抖动的方差，所以，以秒/rms为单位的tie抖动的标准偏差可以通过求这个方差值的平方根来确定。虽然说明性实施方案提高了例如tie抖动和相位抖动测量的灵敏度和准确度，但是其在不偏离本教授内容的范围的情况下适用于各种其他类型的测量误差。

从互相关对sut的改进程度部分地取决于计算中包括的sut的数字化波形中边缘的数量。边缘越多，提供的示波器抖动和噪声抑制越好。增加每次获取的时间范围和多次获取的累积边缘增加了分析的边缘的数量。当使用示波器的两个通道时，实施方案减少了每个通道引入的不相关噪声。每当分别使用独立时基时钟来控制这两个通道时，实施方案还可以减少例如时基时钟引入的低频率抖动。即，当这两个通道共享(示波器的)同一个时基时钟时，示波器贡献的低频率抖动跨通道通常相关，所以，时钟引入的低频率抖动将会相关并且因此将不会通过实施方案减少。然而，如果这两个输入通道以独立的时基时钟处于示波器系统的两个不同的示波器帧上，则大多数低频率抖动将会同样通过实施方案减少。也可以使用一个或多个示波器的多于两个通道，这增加了相关的数量。

实施方案可以例如如上文所提到的在ssc信号上实施，因为相位解调是例如由dsp代替外差法使用边缘找寻执行的。使用边缘找寻还使实施方案能够对数据型信号起作用。而且，实施方案可以并入现有的随机抖动(rj)和/或确定性抖动(dj)分离及总抖动(tj)外插算法中，以提高其测量的准确度和灵敏度。

在更复杂的实施方案中，数字波形使用离散傅里叶变换(dft)技术转换到频域，如下文参考图4所讨论的。所得抖动频谱(js)可以如原来那样呈现或转换为相位噪声(pn)测量结果。因此，根据一些实施方案，可以在上文所描述的时域中或在频域中执行互相关。而且，在将js或pn测量的整个偏移频率范围划分为更小的区段并且针对每个区段以不同的量抽选数字化波形时存在计算速度优势。当测量数据型信号时，需要内插缺失边缘，以便在转换到频域之前产生均匀采样的数字化波形。而且，应当从数字化信号中移除数据依赖性抖动(ddj)。可以使用dsp硬件和/或固件实施各个实施方案的计算，从而提高计算速度。

图1a是根据代表性实施方案的用于使用具有多个输入通道的信号测量设备对sut的特性进行测量的系统的简化框图。可以测量的特性的例子包括相位噪声、抖动(例如，时间抖动、tie抖动、随机抖动、确定性抖动、周期间抖动(period-to-periodjitter)、总抖动)、频率、周期、脉冲宽度、上升时间、电压噪声和转换速率，但是在不脱离本教授内容的范围的情况下，可以根据各个实施方案测量其它sut特性。更具体地，测量sut的特性包含基本上移除由分别接收sut的副本的所述多个输入通道引入的测量误差。测量误差可能是由在通过输入通道传输期间添加到sut的加性误差造成的，包含竖直和水平(定时)误差。测量sut的特性包含测量sut的变化对sut特性的影响，但是在一些情况下(例如，当测量抖动类型时)，sut的变化构成了所测量sut特性本身。

由信号测量设备引入的某个测量误差跨这两个输入通道相关(称为相关测量误差)，并且其他测量误差跨这两个通道不相关(称为不相关测量误差)。相关测量误差源自共用源，而不相关测量误差源自仅一个输入通道而不源自另一个输入通道。我们期望测量中包括的sut变化跨这两个输入通道相关，因为单个输入sut是由这两个输入通道测量的。

参考图1a，测试系统100可以是例如具有由代表性第一输入通道110和第二输入通道120指示的多个输入通道的示波器。如上文所提到的，在不脱离本教授内容的情况下，可以并入多于两个输入通道，从而增加相关数量。第一输入通道110包含第一放大器112和第一模数转换器(adc)114，并且第二输入通道120包含第二放大器122和第二adc124。测试系统100接收dut(例如，图1b所示的du160)输出的sut，其中，sut可以由dut生成或响应于dut接收的刺激信号输出。

第一输入通道110接收sut的第一副本并且使用第一adc114将sut的第一副本数字化以获得一个或多个第一数字化波形，并且第二输入通道120接收sut的第二副本并且使用第二adc124将sut的第二副本数字化以获得一个或多个数字化波形。第一adc114和第二adc124可以使用时基105同步。而且，sut的副本的定时可以使用时基105部分地相关联，使得副本的各部分在处理期间正确地匹配。当sut是单端信号时，sut的第一副本和第二副本可以例如使用rf分路器或双工器(未示出)通过切分sut获得。可替代地，当sut是差分信号时，分别在第一输入通道110和第二输入通道120中数字化的sut的第一副本和第二副本可以与差分信号的反相侧和非反相侧相对应。测试系统100被用于测量sut的至少一种特性，其中，所测量特性包含sut的有关特性。

然而，如上文所讨论的，第一输入通道110和第二输入通道120中的每个输入通道分别引入了sut的第一副本和第二副本中的测量误差。由第一输入通道110引入的测量误差包含来自对sut的第一副本进行处理的至少第一放大器112和第一adc114的至少加性误差(例如，竖直和水平误差)，并且由第二输入通道120引入的测量误差包含来自对sut的第二副本进行处理的至少第二放大器122和第二adc124的至少加性误差。测量误差产生了影响正在测量的sut特性的另外的变化。

测试系统100进一步包括dsp130，所述dsp具有用于与第一存储器131和第二存储器132通信的存储器控制器。第一存储器131存储从由第一adc114数字化的sut的第一副本收集的和/或与其有关的数据，并且第二存储器132存储从由第二adc124数字化的sut的第二副本收集的和/或与其有关的数据。dsp130被编程为执行下文参考图2、图3和图4讨论的测试sut的方法的各个步骤，包括通过对sut的第一副本和第二副本进行交叉相乘或执行互相关从sut移除测量误差，所述测量误差是由第一输入通道110和第二输入通道120引入的。特定于第一输入通道110和第二输入通道120中的一个输入通道或另一个输入通道并且因此与sut本身的噪声和变化无关的测量误差是不相关的并且因此可以分离出去。

dsp130由例如中央处理单元(cpu)140控制。cpu140被编程为设置dsp130的输出的格式以显示在显示器150上，从而提供显示界面，所述显示器可以是示波器显示器。cpu140还可以被编程为例如使用显示器150在测试系统100与用户之间提供用户界面，如图形用户界面(gui)。因此，测试系统100可以例如通过如键盘、鼠标、拨号盘和/或触摸屏等各种类型的兼容输入设备中的任何一种接收来自用户的输入并且作为响应显示测量结果。

通常，dsp130和cpu140中的每一个可以由一个或多个计算机处理器、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)或者其组合使用软件、固件、硬连线逻辑电路或其组合来实施。具体地，计算机处理器可以由硬件、固件或软件架构的组合构成并且可以包括其自身的存储器(例如，非易失性存储器)以用于存储允许其执行各种功能的可执行软件/固件可执行代码。在实施方案中，cpu140例如执行操作系统。而且，dsp130和cpu140中的一个或两个可以例如使用个人计算机(pc)实施。

第一存储器131和第二存储器132中的每个存储器可以接收并且存储时域数据和/或频域数据以及处理结果(例如，关于互相关和其他信号处理)。第一存储器131和第二存储器132可以由例如任何数量、类型和组合的随机存取存储器(ram)和只读存储器(rom)来实施，并且可以存储各种类型的信息，如可由dsp130执行的计算机程序和软件算法。rom和ram可以包括任何数量、类型和组合的计算机可读存储介质，如磁盘驱动器、磁盘存储设备、闪速存储器、电可编程序只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、通用串行总线(usb)驱动器、cd、dvd等，所述计算机可读存储介质是有形的非暂态存储介质(例如，相比于暂态传播信号)。

图1b是根据代表性实施方案的用于使用具有多个输入通道和相应测量探针的信号测量设备对sut的特性进行测量的系统的简化框图。

参考图1b，测试系统100’包括第一通道110’和第二通道120’以及测试系统100中描绘的其他特征。第一通道110’包括第一探针115和第一探针放大器116以及第一放大器112和第一adc114，其中，经由第一探针115接收sut的第一副本。同样地，第二通道120’包括第二探针125和第二探针放大器126以及第二放大器122和第二adc124，其中，经由第二探针125接收sut的第二副本。第一探针115和第二探针125中的每个探针可以是例如示波器电压探针。

在这个构型中，由仅第一通道110’或第二通道120’引入的测量误差还分别包括来自第一探针115和第二探针125以及第一探针放大器116和第二探针放大器126的加性误差。即，由第一输入通道110引入的测量误差包括来自至少第一探针115、第一探针放大器116、第一放大器112和第一adc114的加性误差，并且由第二输入通道120引入的测量误差包括来自至少第二探针125、第二探针放大器126、第二放大器122和第二adc124的加性误差。在其他方面，测试系统100’与上文所讨论的测试系统100基本上相同。

图2是简化流程图，示出了根据代表性实施方案的使用具有多个输入通道的信号测量设备对sut进行测试的方法。测试可以包括例如在基本上移除由所述多个输入通道引入的测量误差的同时分别测量dut输出的sut的特性。图2所示的方法总体上依赖于将来自sut的两个副本的数据相匹配以形成各自对应于特定时间的测量值对。对与时域和频域无关的一组测量对执行处理测量值。

参考图2，所述方法包括在框s211处，接收dut输出的sut，其中，sut可以是rf信号。在所描绘的实施方案中，分别经由信号测量设备的第一通道和第二通道接收sut的两个副本作为第一副本和第二副本。当sut是单端rf信号时，sut的第一副本和第二副本可以例如使用rf分路器或双工器获得。当sut是差分信号时，第一副本和第二副本这两个副本可以分别是差分信号的反相部分和非反相部分。

第一副本由一个或多个测试系统(例如，测试系统100、100’)的第一输入通道接收，并且第二副本由所述一个或多个测试系统的第二输入通道接收。例如，第一输入通道和第二输入通道可以是单个示波器的一部分。或者，第一输入通道可以是第一示波器的一部分并且第二输入通道可以是第二示波器的一部分，其中，第一示波器和第二示波器彼此同步。

在框s212处，在第一输入通道中将sut的第一副本数字化(例如，由第一adc114)，以获得一个或多个数字化波形，并且在框s213处，在第二输入通道中将sut的第二副本数字化(例如，由第二adc124)，以获得一个或多个第二数字化波形。可以使用时基(例如，时基105)使第一数字化波形和第二数字化波形的定时同步，使得sut的这两个副本基本上同时数字化。在未使用外差法的情况下，对sut的副本执行框s212和s213中的数字化。

对第一数字化波形和第二数字化波形进行处理(例如，由dsp130)。处理包括：在框s214中重复确定第一数字化波形中sut特性的测量值，以获得第一测量值；以及在框s215中重复确定第二数字化波形中sut特性的测量值，以获得第二测量值。分别使确定的第二测量值中的每个第二测量值与确定的第一测量值中的相应第一测量值配对，以获得多个测量值对。可以重复框s214和s215中对第一测量值和第二测量值的确定，直到已经处理了来自所述获取的所有可用测量，但是如果较快地实现测量误差的充分降低，则可以确定少于所有可用测量。通常，在第一测量值和第二测量值的数量增加时，测量误差靠近零。必要时可以从随后的一个或多个sut获取添加另外的第一测量值和第二测量值，但是所述随后的一个或多个sut获取将会发生于下文所讨论的在框s217中确定均方值(msv)之后或在框s218中确定均方根(rms)值之后。所包括的测量值对的数量基本上是测量时间的期望准确度与长度之间的折衷。

可以基于sut上的相应时间定位将第一测量值和第二测量值配对成测量值对。这可以通过使第一adc114和第二adc124同步或通过使用独特的波形特征触发两个独立的时基(未示出)来完成。因此，每个测量值对中的第一测量值和第二测量值可以基本上同时测量和/或与同一时间相关联。即，在相应第一测量值和第二测量值保持彼此相关联的情况下，测量值对是同时的。在框s216中，将测量值对中的每个测量值对中的第一测量值和第二测量值相乘在一起，从而获得与和测量值对相关联的时间相对应的多个测量乘积。

在框s217中，确定测量乘积的平均值，从而获得sut特性的测量结果的均方值(msv)。具体地，其中，a表示第一通道中的测量误差、b表示第二通道中的测量误差并且c表示影响所测量特性的sut变化，则第一测量值可以由a+c指示并且第二测量值可以由b+c指示。结果是，相应测量值对的测量乘积的平均值为e[(a+c)*(b+c)]，这可以写为e[a*b+a*c+b*c+c*c]。这里，e[x]用来表示x的预期值(x的平均值(average/mean))。在重复确定第一测量值和第二测量值时，假设a、b和c彼此不相关，则最终e[a*b+a*c+b*c+c*c]＝e[a*b]+e[a*c]+e[b*c]+e[c*c]并且e[a*b]＝e[a*c]＝e[b*c]＝0，使得鉴于足够的平均值,e[(a+c)*(b+c)]＝e[c*c]。因此，测量乘积的平均值(其中，n是所获得的测量乘积的数量)为e[c*c]＝e[c²]或c的msv。

在框s218中，确定msv的平方根，以获得正在测量的sut特性的均方根(rms)值。sut特性的rms值包括sut在第一通道和第二通道两者中的变化(相关变化)，并且基本上忽略非sut的变化，但是所述非sut的变化是由第一通道或第二通道中的仅一个通道引入的(不相关变化)。将会由第一通道或第二通道以其他方式引入的变化分别与由第一通道或第二通道引入的测量误差相对应。因此，框s218提供了所测量sut特性的噪声降低的rms值，从而基本上移除了第一通道和第二通道的不相关加性误差。

在实施方案中，所述方法可以进一步包括：在将sut的第一副本数字化之前，在信号测量设备的第一通道中使用第一放大器放大第一副本；以及在将sut的第二副本数字化之前，在信号测量设备的第二通道中使用第二放大器放大第二副本。当分别放大sut的第一副本和第二副本时，处于第一通道或第二通道中的仅一个通道中的测量误差分别包括由第一放大器和第二放大器引入的噪声。

可以测量的sut特性包括不同类型的误差。例如，第一测量值可以是第一数字化波形的时间误差或相位误差的度量，并且第二测量值可以是第二数字波形的时间误差或相位误差的度量。在这种情况下，例如，在框s214中重复确定第一数字化波形的测量值(时间误差或相位误差)可以包括对第一数字化波形执行边缘找寻，并且在框s215中重复确定第二数字化波形的测量值可以包括对第二数字化波形执行边缘找寻。如本文所使用的，边缘找寻包括定位数字化波形的阈值交叉点的时间(例如，第一数字化波形和第二数字化波形中的每一个。时间误差可以通过定位的边缘时间与边缘的理想或期望时间的差异来确定，或者时间误差可以是相邻边缘之间的时间变化。

可以在校正由仅第一通道或仅第二通道引入的测量误差的同时根据图2的方法测量的sut特性的其他例子包括相位噪声、抖动(例如，时间抖动、tie抖动、随机抖动、确定性抖动、周期间抖动、总抖动)、频率、周期、脉冲宽度、上升时间、电压噪声和转换速率，如上文所提到的。

图3是简化流程图，示出了根据代表性实施方案的使用具有多个输入通道的信号测量设备对sut进行测试的方法。测试可以包括例如在基本上移除由所述多个输入通道引入的测量误差的同时分别测量dut输出的sut的特性。图3所示的方法总体上依赖于将来自sut的两个副本的数据趋势相匹配以形成几组测量趋势矢量。

参考图3，所述方法包括在框s311处，接收dut输出的sut，其中，sut可以是rf信号。在所描绘的实施方案中，分别经由信号测量设备的第一通道和第二通道接收sut的两个副本作为第一副本和第二副本。sut可以是单端rf信号或差分信号，使得可以如上文所讨论的那样提供这两个副本。第一副本由一个或多个测试系统(例如，测试系统100、100’)的第一输入通道接收，并且第二副本由所述一个或多个测试系统的第二输入通道接收。例如，第一输入通道和第二输入通道可以是单个示波器的一部分。或者，第一输入通道可以是第一示波器的一部分并且第二输入通道可以是第二示波器的一部分，其中，第一示波器和第二示波器彼此同步。

在框s312处，在第一输入通道中将sut的第一副本数字化(例如，由第一adc114)，以获得一个或多个数字化波形，并且在框s313处，在第二输入通道中将sut的第二副本数字化(例如，由第二adc124)，以获得一个或多个第二数字化波形。将sut的第一副本和第二副本数字化可以基本上同时执行。可以使用时基(例如，时基105)使第一数字化波形和第二数字化波形的定时同步，并且跟踪第一数字化波形和第二数字化波形的定时以便跟踪第一数字化波形的数据和数据趋势以及第二数字化波形的相应数据和数据趋势。在未使用外差法的情况下，对sut的副本执行框s312和s313中的数字化。

对第一数字化波形和第二数字化波形进行处理(例如，由dsp130)。处理包括：在框s314中重复确定所述一个或多个第一数字化波形的第一测量趋势，以获得多个第一测量趋势，每个第一测量趋势分别对应于所述一个或多个第一数字化波形中sut特性的多个测量结果。处理包括：在框s315中重复确定所述一个或多个第二数字化波形的第二测量趋势，以获得多个第二测量趋势，每个第二测量趋势分别对应于所述一个或多个第二数字化波形中sut特性的多个测量结果。每个第二测量趋势分别与第一测量趋势配对，以获得多个测量趋势对。第一测量趋势和第二测量趋势可以通过在时间上对准来进行配对。因为可以对多个测量趋势和多对测量趋势进行操作，所以，需要跟踪在时间上对准的配对测量趋势。每个测量趋势对中的第一测量趋势和第二测量趋势可以基本上同时测量和/或与同一时间帧相关联。即，在相应第一测量趋势值和第二测量趋势值保持彼此相关联的情况下，测量趋势对是同时的。

在框s316中，将测量趋势对中的每个测量趋势对中的第一测量趋势和第二测量趋势互相关，以获得相应的互相关矢量。因此，根据与同一时间帧相对应的测量趋势对来确定每个互相关矢量。对互相关矢量中的每个值(所述互相关矢量可以视为输出矢量)，将来自测量趋势对的第一测量趋势和第二测量趋势(第一测量趋势和第二测量趋势可以视为输入矢量)相乘在一起并且使用第一测量趋势与第二测量趋势之间的不同时间偏斜(位移)相加。

在框s317中，分别从互相关矢量中抽取零位移值。从互相关矢量中抽取零位移值包括：从输出矢量中鉴别出使用这两个输入矢量之间的零偏斜计算的一个输出矢量值并且丢弃其他输出矢量值。在框s318中，将互相关矢量的零位移值相加，并且在框s319中，将零位移值之和除以所述多个互相关矢量的测量乘积的总数，以获得测量乘积的平均值，其中，所述平均值对应于正在测量的sut特性的msv。

在替代性实施方案中，先确定每个互相关矢量的msv。这可以通过以下来完成：将第一测量趋势和第二测量趋势的测量乘积相加；以及然后，将和除以测量趋势对中的点(输入矢量的尺寸)的数量。组合互相关矢量的msv，以获得sut特性的总msv。但是应注意，测量趋势对可以包括不同数量的点以用于提供测量乘积。在这种情况下，需要确定每个测量趋势对中相加以计算相应的单独的msv的点的数量，使得当组合单独的msv以获得总msv时，可以使用加权平均值。

在框s320中，确定msv的平方根，以获得正在测量的sut特性的rms值。rms值包括sut在第一通道和第二通道两者中的变化，并且基本上忽略非sut的变化，但是所述非sut的变化是由第一通道或第二通道中的仅一个通道引入的。将会由第一通道或第二通道以其他方式引入的变化分别与由第一通道或第二通道引入的测量误差相对应。因此，框s320提供了所测量sut特性的噪声降低的rms值，从而基本上移除了第一通道和第二通道的加性误差。

可以测量的sut特性包括预定时间段内不同类型的误差。例如，第一测量趋势可以是预定时间段内第一数字化波形的时间误差或相位误差的度量，并且第二测量趋势可以是预定时间段内第二数字波形的时间误差或相位误差的度量。在这种情况下，例如，如上文所讨论的，在框s314中重复确定第一数字化波形中sut特性的测量趋势(时间误差或相位误差)可以包括对第一数字化波形执行边缘找寻，并且在框s315中重复确定第二数字化波形的测量趋势可以包括对第二数字化波形执行边缘找寻。

图4是简化流程图，示出了根据代表性实施方案的使用具有多个输入通道的信号测量设备对sut进行测试的方法。测试可以包括例如在基本上移除由所述多个输入通道引入的测量误差的同时分别测量dut输出的sut的特性。如图3中一样，图4所示的方法总体上依赖于将来自sut的两个副本的数据趋势相匹配以形成几组测量趋势矢量。然而，不同于图3所示的方法，图4所示的测量趋势的处理在频域中执行。

参考图4，所述方法包括在框s411处，接收dut输出的sut，其中，sut可以是rf信号。在所描绘的实施方案中，分别经由信号测量设备的第一通道和第二通道接收sut的两个副本作为第一副本和第二副本。sut可以是单端rf信号或差分信号，使得可以如上文所讨论的那样提供这两个副本。第一副本由一个或多个测试系统(例如，测试系统100、100’)的第一输入通道接收，并且第二副本由所述一个或多个测试系统的第二输入通道接收。例如，第一输入通道和第二输入通道可以是单个示波器的一部分。或者，第一输入通道可以是第一示波器的一部分并且第二输入通道可以是第二示波器的一部分，其中，第一示波器和第二示波器彼此同步。

在框s412处，在第一输入通道中将sut的第一副本数字化(例如，由第一adc114)，以获得一个或多个数字化波形，并且在框s413处，在第二输入通道中将sut的第二副本数字化(例如，由第二adc124)，以获得一个或多个第二数字化波形。将sut的第一副本和第二副本数字化可以基本上同时执行。可以使用时基(例如，时基105)来跟踪第一数字化波形和第二数字化波形的定时，以便跟踪第一数字化波形的数据和数据趋势以及第二数字化波形的相应数据和数据趋势。在未使用外差法的情况下，对sut的副本执行框s412和s413中的数字化。

对第一数字化波形和第二数字化波形进行处理(例如，由dsp130)。处理包括：在框s414中重复确定所述一个或多个第一数字化波形的第一测量趋势，以获得多个第一测量趋势，每个第一测量趋势分别对应于所述一个或多个第一数字化波形中sut特性的多个测量结果。处理包括：在框s415中重复确定所述一个或多个第二数字化波形的第二测量趋势，以获得多个第二测量趋势，每个第二测量趋势分别对应于所述一个或多个第二数字化波形中sut特性的多个测量结果。每个第二测量趋势分别与第一测量趋势配对，以获得多个测量趋势对。第一测量趋势和第二测量趋势可以通过在时间上对准来进行配对。因为可以对多个测量趋势和多对测量趋势进行操作，所以，需要跟踪在时间上对准的配对测量趋势。每个测量趋势对中的第一测量趋势和第二测量趋势可以基本上同时测量和/或与同一时间帧相关联。即，在相应第一测量趋势值和第二测量趋势值保持彼此相关联的情况下，测量趋势对是同时的。如上文所讨论的，确定第一数字化波形中sut特性的第一测量趋势可以包括对第一数字化波形执行边缘找寻，并且确定第二数字化波形中sut特性的第二测量趋势可以包括对第二数字化波形执行边缘找寻。

在框s416中，对测量趋势对中的每个测量趋势对中的第一测量趋势和第二测量趋势进行离散傅里叶变换(dft)，以获得测量趋势对中的每个测量趋势对的相应的第一测量振幅谱和第二测量振幅谱。第一测量振幅谱和第二测量振幅谱处于频域中。在框s417中，将测量趋势对中的每个测量趋势对中的第一测量振幅谱和第二测量振幅谱互相关，以获得相应的多个测量功率谱。

在框s418中，对测量功率谱一起求平均，以获得sut的平均测量功率谱。sut的平均测量功率谱是在第一通道和第二通道两者中发现的平均功率谱，并且基本上忽略由第一通道或第二通道中的仅一个通道引入的测量误差。换句话说，框s418提供了正在测量的sut特性的噪声降低的测量功率谱。

在实施方案中，所述方法进一步包括基于平均测量功率谱导出sut的平均振幅谱。在某些情形下，例如当计算寄生误差的振幅时或根据用户偏好，平均振幅谱对平均测量功率谱来说是可以优选的。而且，可以基于平均测量功率谱导出sut的单边带相位噪声。

本领域普通技术人员了解到，根据本传授内容的许多变化是可能的并且仍然在所附权利要求的范围内。在查阅本文的说明书、附图和权利要求书之后，这些和其他变化对本领域普通技术人员而言将会变得清楚。因此，本发明仅受所附权利要求的精神和范围限制。