使用测量设备来确定信号生成器的工作特性的制作方法_2

文档序号:9522877阅读:来源:国知局
处理,使得在各 个信号生成器输出信号状态产生信号生成器的各个非线性描述系数。
[0019] 非线性模型和信号生成器系数可W用于执行各个任务。例如,可W使用所生成的 非线性模型的系数来仿真信号生成器在特定环境中的行为。非线性测量使得用于区分各系 数(其中之一是输出阻抗)的能力成为可能,从而可W在信号生成器生成输出信号的同时 确定其输出阻抗。可W在预定义的端接阻抗处确定信号生成器的RF输出幅度,可W在幅度 和相位方面确定信号生成器的输出信号响应对于输入信号响应。VNA调谐接收机能够在基 本频率与失真之间进行区分,使得产生信号生成器行为的更精确的表示。VNA调谐接收机还 使得用于精确地测量输出信号的相位的能力成为可能。
[0020] 图1和图2是根据代表性实施例的用于确定待测试设备值UT)的工作特性的测量 设备的简化框图。例如,测量设备可W配置为测量DUT所生成的信号的频率、幅度和相位。 源自运些确定的数据可W然后用于标识对应于DUT的工作特性的非线性模型,运使得能够 遍历变化条件(例如输出匹配、进入已知阻抗的输出功率等)确定DUT所生成的信号的输 出幅度和相位。
[0021] 更具体地,在所描述的实施例中,测量设备100确定具有输出端口 185的DUT 180 (其可W是信号生成器)的工作特性。测量设备100包括信号源110W及用于打开并且 关闭信号源110的开关115,但信号源110和/或开关115可W处于测量设备100外部,而 不脱离本教导的范围。信号源110可W是RF信号源,例如,并且可W受基准(频率)锁定 到DUT180。测量设备100例如还包括:第一接收机120,其可W用作测量接收机;第二接收 机130,其可W用作基准接收机。第一和第二接收机120和130中的每一个从本地振荡器 化0)源140接收LO信号,LO源140也可W受基准锁定到信号源110和DUT180。
[0022] 测量设备100还包括测试端口 150,其输入DUT180在基本频率上生成的输出信号 (矢量)Bi,并且在DUT180的输出端口 185输出对应于输出信号Bi的反射信号(矢量)Ai, 其中,下标"1"指代测量信号的端口(输出端口 185)。如下所述,第一接收机120将L0信 号与经由第一禪合器125所接收到的输出信号Bi进行混频,第二接收机130将L0信号与 经由第二禪合器135所接收到的反射信号Ai进行混频,W分别下转换并且测量输出信号B1 和反射信号Ai。
[0023] 处理单元160配置为控制测量设备100的工作,并且可W包括在测量设备100中, 或可W是分离设备(例如个人计算机(PC))。处理单元160连接到测量设备100的各组件 中的一个或多个(例如开关115、第一和第二接收机120和130、第一和第二禪合器125和 135W及L0源140),用于控制测量信号的各个方面并且表征DUT180,包括执行图3中所描 述的各个步骤,如下所述。虽然为了方便,图1和图2并未示出对于处理单元160的具体连 接,但应理解,可W并入处理单元160与测量设备100的组件之间的、使得能够传输通信和 控制信号的任何类型有线和/或无线连接,而不脱离本教导的范围。
[0024] -般,可W使用软件、固件、硬引线逻辑电路或其组合通过(例如PC或专用工作站 的)计算机处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程口阵列(FPGA)或其组合来实现处理 单元160。具体地,计算机处理器可W构建为硬件、固件或软件架构的任何组合,并且可W包 括其自身的存储器(例如易失性和/或非易失性存储器),W用于存储允许其执行各个功 能的可执行软件/固件可执行代码。在实施例中,计算机处理器可W包括例如执行工作系 统的中央处理单元(CPU)。处理单元160可W包括存储设备,例如随机存取存储器(RAM)、 只读存储器(ROM)、闪存、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM巧EPROM)、硬盘驱动器 (皿D)等。例如,可W显示和/或存储来自DUT180的各个测量和表征的数据,W用于分析。 可W随处理单元160而包括用户接口(例如图形用户接口(GUI)),W用于用户控制测量设 备100的工作和/或浏览数据和计算结果。
[0025] 在一实施例中,测量设备100可W是矢量网络分析器(VNA)(例如,诸如可得自安 捷伦公司的N523xAPNA-L系列或N524xAPNA-X系列VNA),但可W包括其它类型的测量设 备(或测量系统),而不脱离本教导的范围。
[0026] 测量设备100提供两种配置用于执行测量W确定DUT180的工作特性。在图1所 示的第一配置中,测量设备100的信号源110处于"关断"(开关115打开)。在图2所示 的第二配置中,信号源110处于"接通"(开关115闭合),从而在执行测量的同时,信号源 110所生成的(R巧信号经由测试端口 150施加到DUT180。注意,在对DUT180执行测量之 前,对测量设备100执行校准,W消除系统性测量误差。校准有效地在DUT180接口处(例 如在DUT180的输出端口 185处(例如通常在连接测量设备100和DUT180的缆线的末端 处))创建测量平面。校准和随后的误差校正确保仅DUT180受测量。
[0027] 参照图1,测量设备100在没有信号来自信号源110的情况下,在DUT180的输出 端口 185 (校准后的测量平面)执行DUT180所生成的输出信号Bi和对应反射信号A1的第 一测量集合。遍历DUT180所需的输出信号Bi的多个频率和多个幅度来执行第一测量集 合。在实施例中,输出信号Bi的频率和幅度由DUT180而非由测量设备100设置。输出信 号Bi通过经第一禪合器125禪合到第一接收机120 (测量接收机)而加W测量,其中,所禪 合的信号Bi与LO信号混频,W提供用于测量输出信号Bi的中间频率(I巧信号。反射信号 Ai通过经第二禪合器135禪合到第二接收机130 (基准接收机)而加W测量,其中,所禪合 的信号Ai与LO信号混频,W提供用于测量反射信号A1的IF信号。
[002引参照图2,测量设备100的信号源110将信号(其可W称为"外部信号")经由测试 端口 150施加到DUT180的输出端口,其中,信号源110生成外部信号,但可W从DUT180 的外部的另一信号源提供外部信号,而不脱离本教导的范围。测量设备100在输出端口 185 处执行输出信号(矢量)B/i的第二测量集合,其中,输出信号B/1是DUT180所生成的输 出信号Bi与提供受外部信号的施加所影响的一部分输出信号的输出信号(矢量)b/么和。 因此,B/i=Bi+b/i。测量设备100还在输出端口 185处执行对应于输出信号B/1的反射 信号(矢量)A/i的第二测量集合,其中,反射信号A/1是在输出端口 185处所反射的反射 信号Ai与提供受外部信号的施加所影响的一部分反射信号的反射信号(矢量)a/1之和。 因此,A/i=A1+曰1"。遍历对于第一测量集合所使用的输出信号Bi的相同频率和幅度执行 第二测量集合,其中,对于第二测量集合中的每个测量,外部信号具有与输出信号Bi"相同 的频率。此外,外部信号遍历多个相位状态在一频率处施加到DUT180的输出端口 185。信 号源110的相位可W相对于DUT180设置为Θ。。遍历"η"个相位状态重复测量,从而相位 遍历360度旋转。例如,在实施例中,在四个不同相位(例如90°、180°、270°和360° ) 处,可W存在输出信号Β/哇b/嘴反射信号A1"至A/4中的每一个的四次测量。
[0029] 输出信号B/1通过经第一禪合器125将输出信号B1"禪合到第一接收机120而 受测量,其中,所禪合的输出信号B/1与L0信号混频,W提供用于测量输出信号B/1的IF 信号。反射信号Ai"通过经第二禪合器135将反射信号A1"禪合到第二接收机130而受 测量,其中,所禪合的反射信号Ai"与L0信号混频,W提供用于测量反射信号A1"的IF信 号。可W通过从所测量的输出信号B/1减去所测量的输出信号B1来确定指示受外部信号 的施加所影响的一部分输出
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