使用测量设备来确定信号生成器的工作特性的制作方法_3

文档序号:9522877阅读:来源:国知局
信号的输出信号b/1,并且可W通过从所测量的反射信号Ai" 减去所测量的反射信号Ai来确定指示受外部信号的施加所影响的一部分反射信号的输出 信号曰1"。通过非线性模型凭借第一和第二测量集合的处理结果来确定描述DUT180的工 作特性的系数集合。
[0030] 信号源110应设置为Bimax-Φ,其中,Bimax是来自DUT180的最大期望输出幅度(或 功率),Φ设置为确保不违反用于该小信号响应的线性约束的值。一般地,Φ例如可W是 大约16地C,但Φ例如可W依据DUT180的内部硬件配置而设置为其它值。在一些情况下, 信号源110的值必须设置为动态跟踪DUT180的输出幅度,如在Βι-Φ中那样,W确保线性 约束。如上所述,遍历DUT180所需的特定Bi幅度和频率来执行该测量。
[0031] 在(例如四个不同的相位处)执行第一测量集合和第二测量集合之后,在确定下 述等式(4)所提供的非线性模型的系数(例如X参数系数)之前,将根据运五个测量集合 所收集的数据相位归一化为输出信号Bi的相位。也就是,通过采取每个输出信号B1和B/ " W及对应反射信号Ai和A的测量来执行相位归一化W提供数据集合,并且对输出信号 Bi(其来自第一测量集合)的相位所设置的每个数据进行相位旋转来执行相位归一化。相 位归一化后的输出和反射信号分别变为是5;、[和如W下进一步讨 论的那样。
[003引用于DUT180的测量等式(例如,出于说明的目的假设DUT180是信号生成器) 需要测量DUT180的匹配,并且在DUT180处于激励条件下的同时该匹配对于输出幅度的 效果(例如,其可W被称为"热"匹配)。运可W通过使用W下参照等式(1)至(4)讨论的 X参数等式、测量和微分而加W完成。该方法还提供从DUT180直接测量输出幅度。
[0033] 作为初始事宜,对输出信号
的测量 值进行误差校正,W获得其实际值。为了说明的目的,假设测量设备100是VNA,可W执行 标准校准,W收集必要误差项,W用于测量受矢量校正的信号。用校准期间确定的VNA的 系统性误差修改实际信号

[0034] 在一般意义上,对于所有测量设置中的所有A和B,可W使用通过校准所获得的误 差项来对未校正的所测量的信号A。和B。进行误差校正,W根据W下等式(1)提供校正的所 测信号A。和B。。
[0035]
(1)
[003引在等式(1)中,e。。是线性系统性方向性误差Ed,e11是线性系统性源匹配误差Es, 6如。1是线性系统性反射跟踪误差化,6。1是测量设备100的线性系统性接收机跟踪误差。
[0037] 然后可W通过减去相位归一化的大信号分量来获得相位归一化的小信号^和 如等式(2)和(3)所示,其中、;^是相位归一化的输出信号B/"、^是相位归一 化的反射信号A/"。
[0038]
[0040] 然后可W凭借通过等式(4)所示的广义X参数等式所指示的非线性模型来处理第 一和第二(相位归一化的)测量集合的结果而生成描述DUT180的工作特性的X参数系数 的集合:
[0041]
(4)
[0042] 更具体地说,等式(4)是通过X参数系数将入射与反射信号相关的单端口X参数 等式。在等式(4)中,X参数系数种励旅X置備也,和X五山〇沁对于DUTISO自 身所设置的特定大信号工作点化SO巧是有效的值UT180输出信号Bi的频率、幅度和相位 的值)。waPw指示更简单的非线性输入和输出信号映射,泉指示输入信号到输 出信号的线性化映射,^ 指示共辆输入信号到输出信号的线性化映射。P是源自相 位归一化W得到关于所施加的|Bi|的X参数解的输出信号Bi的相位由于所测量 的信号在提取X参数之前将受相位归一化为M,因此P项是1。Bi的相位是零度,因此eW =1。提取X参数系数的示例由Gunyan等人(2010年3月2日)
[0043] 的美国专利No. 7, 671,605提供,其通过其完整引用而合并到此。
[0044] 如XftES&SU中的下标"11"具有与S参数相同的定义。也就是说,第 一数字对应于接收机端口(例如测试端口 150或输出端口 185,其在校准之后有效地是相同 的),第二数字对应于激励端口(例如也是测试端口 150或输出端口 185)。由于Χξ;(五S幻f), 是用于所设置的LS0P的非比例量,因此;K|〇L群带)中的下标"1"定义为输出端口(例如 输出端口 185)。
[0045] 通过取得相位归一化的数据并且从在相位旋转期间所取得的第二测量集合(例 如四个第二测量集合)中的每一个减去第一测量集合来确定和;WDPhX参数 系数。运样留下等式(2)和(3)所示的小信号响应,其为当仿真具有信号源110的DUT180 时所生成的。因为对大信号响应Bi和Ai的减法,所W根据上述等式,完参数系数 下降。在大信号的情况下,所消除的并且通过代入来自先前等式的变量的输出信号Bi,等同 于等式(4)的小信号可W写为等式巧a)至巧C)所示,其中,上标表示复共辆,由于P2 项归因于相位归一化而具有1的值,因此其下降,如上所述。
[0046]
C5a)
[0047] _
[0048]
[0051] 在等式巧c)中,比]是mX1矩阵,[a]是mXη矩阵,技]是ηX1矩阵,其中, m和η是正整数。使用又WOTV和文iiL5DP。的解W及来自第一测量集合的相位归一化的 数据根据非线性模型(等式(4))确定参数系数,如等式(6)所示。
[0052]

[0053] 然后可W分析X参数系数。例如,归一化后的反射和输出信号巧^对的贡献包 含于边中,并且可W如等式(7)所示得W定义。
[0054]
[0055] 基于根据第一测量集合所计算的X参数系数和相位归一化的数据,等式(8)可W 用于确定DUT180的源匹配。
[0056]
巧)
[0057] 可W如下解释匹配校正后的输出幅度。如果输出幅度定义为DUT 180匹配于所校 准的系统阻抗,则因为其为匹配的系统,所W石=0。输出幅度因此变为等式(9)所示的 而。
[0058] 馬二砖JS。而 (9)
[0059]图3是示出根据代表性实施例的使用非线性模型来确定DUT的工作特性的方法的 流程图。
[0060] 为了说明的目的,假设DUT(例如DUT180)为信号生成器,但所述方法可W应用于 其它类型的DUT,而不脱离本教导的范围。此外,处理单元(例如处理单元160)和/或VNA 可W执行图3所示的所有或部分步骤或工作,处理单元至少包括:测试端口(例如测试端口 150),可连接到信号生成器的输出端口(例如输出端口 185),W用于接收所生成的信号;调 谐接收机(例如第一和第二接收机120和130),用于分别接收并且测量输出和反射信号; W及信号源(例如信号源110),用于生成施加到信号生成器的输出端口的外部RF激励信 号。处理单元可W包括于VNA中,或可W是分离设备(例如PC),如上所述。
[0061] 参照图3,所述方法包括:在块S311,在信号生成器的输出端口处执行信号生成器 所生成的输出信号和对应反射信号的第一测量集合。遍历输出信号的多个频率和多个幅度 执行第一测量集合,DUT180自身设置LS0P(输出信号的频率、幅度和相位的值)。
[006引在块S312中,外部信号施加到信号生成器的输出端口。例如,外部信号可W是VNA外部的信号源所施加的RF信号。在外部信号施加到输出端口的同时,在块S313,在信号生 成器的输出端口处执行输出信号和对应反射信号的第二测量集合。遍历输出信号的相同多 个频率和幅度执行第二测量集合,对于第二测量集合中的每个测量,外部信号具有与输出 信号相同的频率。
[0063] 外部信号可W设置为小于预定常数的输出信号的多个幅度的期望最大幅度,W确 保不违反用于小信号响应的线性约束。此外,在第二测量集合期
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