[發(fā)明專利]擴展操作范圍上的測試工具的校準

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410095251.2
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104111432B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J.P.頓斯莫爾;J.埃里克森
• 申請（專利權(quán)）人: 是德科技股份有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務(wù)所 11494
• 代理人: 封新琴

一種校準測試工具的方法包括：在第一操作范圍集上確定所述測試工具上的校準裝置的第一響應(yīng)，基于所述第一響應(yīng)在第二操作范圍集上確定所述測試工具上的校準裝置的所得出的第二響應(yīng)，在所述第二操作范圍集上測量所述測試工具上的校準裝置的第二響應(yīng)，并且基于所述所測量的第二響應(yīng)和所述所得出的第二響應(yīng)之間的比較確定對于所述第二操作范圍集的測試工具的校正因子。

技術(shù)領(lǐng)域

測試工具通常用來評估諸如集成電路、通信系統(tǒng)等的電氣裝備的操作特性。例如，向量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）通常用來評估射頻（RF）或微波頻率電路或系統(tǒng)的響應(yīng)特性。

背景技術(shù)

為了確保測試工具的精確性能，典型地在實際使用之前對儀器進行校準過程。例如，VNA可以通過測量它的接收器的響應(yīng)特性來校準，并且隨后根據(jù)所測量的特性來調(diào)節(jié)后續(xù)接收器測量用于更高的精度。例如可以在制造、初始化或首次布置該測試工具時進行這樣的校準過程。

在傳統(tǒng)的校準過程中，將測試工具連接到具有已知響應(yīng)的測試件（device undertest，DUT）。該測試件可以被稱為校準標準、基準裝置或已知裝置。DUT的已知響應(yīng)可以例如是已知的幅度響應(yīng)、相位響應(yīng)、或群組延遲響應(yīng)。接著，測試工具測試校準標準的響應(yīng)，并且將所測量響應(yīng)與已知響應(yīng)進行比較。最終，根據(jù)已知響應(yīng)和所測量響應(yīng)之間的任何差異來調(diào)節(jié)或校準測試工具。更具體地，調(diào)節(jié)測試工具的測量參數(shù)以使得所測量響應(yīng)將更精確地對應(yīng)于已知響應(yīng)。

作為以上校準過程的示例，假定測試工具是VNA并且使用校準過程來校準VNA的接收器的幅度響應(yīng)。進一步假定已知響應(yīng)表示為“K”而所測量響應(yīng)表示為“M=K+Δ”，其中Δ表示已知的和所測量的響應(yīng)之間的差異。在這些條件下，VNA接收器可以通過以一個與Δ值對應(yīng)的校正系數(shù)來調(diào)節(jié)它們的幅度測量而校準，以使得未來的測量將與已知響應(yīng)一致。

通常，以上校準過程要求可靠地測量感興趣的響應(yīng)特性的能力。例如，當(dāng)校準幅度響應(yīng)時，校準過程必須能夠可靠地測量在校準標準的輸入和輸出處的信號幅度，以便于測量輸入和輸出之間的幅度上的改變。通常使用功率計來檢測在輸入和輸出處的各個信號幅度而可以以直接的方式實施此類幅度測量。然而，在其他類型的校準中，可能要求更復(fù)雜的技術(shù)來進行相關(guān)的測量。例如，當(dāng)使用頻率轉(zhuǎn)換器（frequency translation device，F(xiàn)TD）（例如，混合器）作為校準標準而校準測試工具的相位響應(yīng)時，由于輸入和輸出之間的頻率上的改變而可能難以確定校準標準的輸入和輸出之間的相移。此難處源于當(dāng)前沒有任何可用的、能夠在FTD的輸入和輸出處檢測絕對相平（phase level）的通用的“相位計”（即，與“功率計”相似）的事實。

為了解決以上難處，已經(jīng)開發(fā)了使用諧波梳狀發(fā)生器（harmonic combgenerator）作為校準標準的新技術(shù)來校準測試工具的相位響應(yīng)。換而言之，只要校準標準是具有已知相位響應(yīng)的諧波梳狀發(fā)生器，該新技術(shù)就可以進行相位校準。在此背景下，這樣的諧波梳狀發(fā)生器可以被稱為“相位基準”，并且該校準技術(shù)可以被稱為“相位基準”校準技術(shù)。相位基準校準技術(shù)的示例進一步在2011年5月18日提交的共有美國專利申請公開第2012/0295548號（‘548公開）中詳細描述，其主題通過引用合并于此。

不幸地是，該相位基準技術(shù)具有至少兩個顯著的不足。首先，在大多數(shù)實際情況中，相位基準具有有限的操作范圍。例如，可以在55MHz到67GHz的范圍上操作。因此，相位基準無法用來在低于55Mhz或高于67GHz的頻率處用來校準VNA或其他測試工具的接收器的相位響應(yīng)。第二，相位基準通常受限于稱為基頻率（cardinal frequency）的離散頻率。例如，典型的相位基準可以包括諧波梳狀發(fā)生器，其在10MHz的整數(shù)倍（例如，60MHz,70MHz等）處生成信號。相位基準不能用來直接校準這些頻率之間的相位響應(yīng)，典型的校準也不能出借其自身以在這些頻率之間內(nèi)插。

鑒于以上，存在對克服傳統(tǒng)途徑的不足的測試工具的校準的新途徑的普遍需要。

發(fā)明內(nèi)容