CN105277821B

CN105277821B - 使用测量设备来确定信号生成器的工作特性

Info

Publication number: CN105277821B
Application number: CN201510349289.2A
Authority: CN
Inventors: L·C·贝茨; D·V·布莱克哈姆; M·C·多伯特; X·李; D·萨里阿斯拉尼; L·申顿; E·F·西格尔; B·史密斯; M·托德亨特; K·H·黄
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2019-10-15
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: US20150369849A1; US9632122B2; CN105277821A

Abstract

在此公开确定信号生成器(180)的工作特性的方法。所述方法包括：执行所述信号生成器所生成的输出信号(B1)和对应反射信号(A1)的第一测量集合，其中，遍历所述输出信号的多个频率和幅度来执行所述第一测量集合(S311)；将外部信号施加到所述信号生成器的所述输出端口(185)(S312)；在所述外部信号施加到所述输出端口的同时，执行所述输出信号和对应反射信号的第二测量集合，其中，遍历所述输出信号的频率和幅度来执行所述第二测量集合，对于所述第二测量集合中的每个测量，所述外部信号具有与所述输出信号相同的频率(S313)。通过非线性模型凭借所述第一和第二测量集合的处理结果来确定描述所述信号生成器的工作特性的系数集合(S314)。

Description

使用测量设备来确定信号生成器的工作特性

技术领域

本申请总体上涉及测量设备和其方法，具体地，涉及用于确定待测试设备的工作特性的测量设备和其方法。

背景技术

为了测试和分析目的，采用多种当前技术测量信号生成器(或待测试设备(DUT))的各种特性。当前技术包括：仅使用线性测量和模型生成信号生成器特性，因此即使信号生成器包含呈现非线性行为的有源组件(例如放大器)，也不提供非线性描述行为。

典型地，对信号生成器所执行的测量包括使用功率传感器和矢量网络分析器(VNA)配置。功率传感器用于测量信号生成器(或待测试设备(DUT))的输出信号特性，VNA用于测量信号生成器的输出阻抗。然而，该方法存在很多不利之处。例如,VNA用于仅在信号生成器不生成输出信号时测量信号生成器的输出端口的阻抗匹配，导致输出阻抗测量约束。当比较信号“接通”状态与信号“关断”状态时，信号生成器的输出端口的阻抗是典型不同的。当信号生成器处于“接通”并且生成信号时，获得更精确的测量，但这种测量在标准VNA方法的情况下是不可能的。此外，因为功率传感器是宽带接收机，所以功率传感器与基本信号组合来测量输出信号的任何非线性失真(例如谐波)。基本频率的分量和失真的分量无法彼此区分，导致当试图在期望的基本频率处测量信号时的所测量的结果的误差。此外，功率传感器的动态范围与VNA调谐接收机相比很低，功率传感器阻抗是不完美的(例如50ohms)，因此当连接时影响信号生成器性能，并且功率传感器提供幅度信息但不提供相位信息。功率传感器与VNA调谐接收机相比还具有低线性。

在使用线性模型的另一传统方法中，VNA利用偏移频率热匹配测量，其中，VNA测量来自信号生成器的输出信号的幅度和相位以及“热”S参数，以确定信号生成器的输出阻抗。然而，根据该方法，VNA的信号源和接收机相对于信号生成器在频率方面有偏移，因此约束输出阻抗测量。这是因为，在信号生成器生成输出信号的同时，对信号生成器进行受误差校正的S参数阻抗匹配测量，频率的偏移使得用于在信号生成器所生成的信号与VNA信号源所生成的信号之间进行区分的能力成为可能。理想地，应在所生成的信号的相同频率而不是在所测量的结果中引入误差的频率的偏移处标识信号生成器特性。另一限制是，该方法假设线性模型，因此仅描述信号生成器的线性行为。

在又一传统方法中，VNA实现耦合器和开路/短路(open/short)纹波技术。再者，其使用线性模型，因此并未获得非线性描述行为。此外，由于该技术依赖于信号生成器工作不受反射信号影响的假设，因此存在高不确定性。此外，如上所述，幅度(或功率)的测量需要功率传感器。

于是，当前的线性方法是不够的，需要一种非线性测量和建模方法。

发明内容

在代表性实施例中，提供一种用于通过测量设备来确定信号生成器的工作特性的方法。所述方法包括：在信号生成器的输出端口处执行所述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，其中，遍历所述输出信号的多个频率和多个幅度来执行所述第一测量集合；将外部信号施加到所述信号生成器的所述输出端口；在所述外部信号施加到所述输出端口的同时，在所述信号生成器的所述输出端口处执行所述输出信号和所述对应反射信号的第二测量集合，其中，遍历所述输出信号的所述多个频率和所述多个幅度来执行所述第二测量集合，对于所述第二测量集合中的每个测量，所述外部信号具有与所述输出信号相同的频率；通过非线性模型凭借所述第一和第二测量集合的处理结果来确定描述所述信号生成器的工作特性的系数集合。

在另一代表性实施例中，一种用于确定待测试设备(DUT)的工作特性的测量设备包括测试端口、信号源、第一接收机、第二接收机和处理单元。所述测试端口配置为连接到所述DUT的输出端口，用于输入所述DUT所生成的输出信号并且输出与所述输出信号对应的反射信号。所述信号源配置为生成有选择地施加到所述DUT的所述输出端口的外部信号。所述第一接收机配置为在外部信号没有施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由第一耦合器执行所述信号生成器所生成的所述输出信号的第一输出信号测量集合，并且配置为在所述外部信号施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由所述第一耦合器执行第二输出信号测量集合。所述第二接收机配置为在外部信号没有施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由第二耦合器执行所述反射信号的第一反射信号测量集合，并且配置为在所述外部信号施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由所述第二耦合器执行第二反射信号测量集合。所述处理单元配置为通过非线性模型凭借所述第一和第二输出信号测量和反射信号测量集合的处理结果来确定描述所述信号生成器的所述工作特性的系数集合。遍历所述输出信号的多个频率和多个幅度来执行所述第一和第二输出信号测量和反射信号测量集合，对于所述第二输出信号和反射信号测量集合中的每个测量，所述外部信号具有与所述输出信号相同的频率。

附图说明

当结合附图加以阅读时，代表性实施例根据以下具体实施方式得到最佳地理解。只要适用和可行，相同的附图标记就指代相同的要素。

图1是根据代表性实施例的用于确定待测试设备(DUT)的工作特性的测量设备的简化框图。

图2是根据代表性实施例的用于确定DUT的工作特性的测量设备的简化框图。

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。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，为了解释而非限制的目的，阐述公开了特定细节的示例实施例，以提供对于根据本教导的实施例的透彻理解。然而，对于已受益于本公开的本领域普通技术人员明显的是，根据本教导的脱离在此公开的特定细节的其它实施例仍然在所附权利要求的范围内。此外，可以省略公知装置和方法的描述，以便不会使得示例性实施例的描述模糊。这些方法和装置显然在本教导的范围内。

一般地，应理解的是，如说明书和权利要求书中使用的那样，术语“一”、“一种”和“所述”包括单数和复数指代，除非上下文另外清楚地指明。因此，例如，“一种设备”包括一个设备或多个设备。

如说明书和所附权利要求中所使用的那样，除了其普通意义之外，术语“基本上”或“实质上”还表示在可接受的极限或程度内。例如，“基本上消除”表示本领域技术人员会认为所述消除是可接受的。作为另一示例，“基本上移除”表示本领域技术人员会认为所述移除是可接受的。

如说明书和所附权利要求中所使用的那样，除了其普通意义之外，术语“近似”表示在本领域技术人员可接受的极限或量值之内。例如，“近似相同”表示本领域技术人员会认为所比较的项是相同的。

各个代表性实施例总体上提供一种用于精确地表征信号生成器(例如射频(RF)/微瓦(μW)信号生成器)的行为的方法。可以使用绝对VNA接收机误差校正以及非线性测量和建模通过调谐接收机矢量网络分析器(VNA)来实现所述方法。绝对VNA接收机误差校正提供VNA接收机上出现的信号的绝对幅度(或功率)和相位的精确测量。

一般，在信号生成器生成输出信号的同时，信号生成器外部的信号源(外部源)利用外部源的变化幅度和相位状态将信号施加到信号生成器的输出端口。为了说明，可以假设外部源是VNA内部的信号源，但可以包括其它外部源而不脱离本教导的范围。所施加的VNA信号具有与信号生成器所生成(信号生成器所设置)的输出信号相同的频率。相对于信号生成器的输出信号设置外部源的各个幅度和相位状态。可以在频率、幅度、相位和其它可设置的特性方面设置所生成的输出信号的状态。VNA接收机在信号生成器和外部源的各个状态测量所得前向和反向信号。所得信号数据然后通过非线性模型加以处理，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。

非线性模型和信号生成器系数可以用于执行各个任务。例如，可以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，从而可以在信号生成器生成输出信号的同时确定其输出阻抗。可以在预定义的端接阻抗处确定信号生成器的RF输出幅度，可以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。

图1和图2是根据代表性实施例的用于确定待测试设备(DUT)的工作特性的测量设备的简化框图。例如，测量设备可以配置为测量DUT所生成的信号的频率、幅度和相位。源自这些确定的数据可以然后用于标识对应于DUT的工作特性的非线性模型，这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。

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(其可以是信号生成器)的工作特性。测量设备100包括信号源110以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可以处于测量设备100外部，而不脱离本教导的范围。信号源110可以是RF信号源，例如，并且可以受基准(频率)锁定到DUT 180。测量设备100例如还包括：第一接收机120，其可以用作测量接收机；第二接收机130，其可以用作基准接收机。第一和第二接收机120和130中的每一个从本地振荡器(LO)源140接收LO信号，LO源140也可以受基准锁定到信号源110和DUT 180。

测量设备100还包括测试端口150，其输入DUT 180在基本频率上生成的输出信号(矢量)B₁，并且在DUT 180的输出端口185输出对应于输出信号B₁的反射信号(矢量)A₁，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LO信号与经由第一耦合器125所接收到的输出信号B₁进行混频，第二接收机130将LO信号与经由第二耦合器135所接收到的反射信号A₁进行混频，以分别下转换并且测量输出信号B₁和反射信号A₁。

处理单元160配置为控制测量设备100的工作，并且可以包括在测量设备100中，或可以是分离设备(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、第一和第二耦合器125和135以及LO源140)，用于控制测量信号的各个方面并且表征DUT 180，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，可以并入处理单元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。

一般，可以使用软件、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)、现场可编程门阵列(FPGA)或其组合来实现处理单元160。具体地，计算机处理器可以构建为硬件、固件或软件架构的任何组合，并且可以包括其自身的存储器(例如易失性和/或非易失性存储器)，以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，计算机处理器可以包括例如执行工作系统的中央处理单元(CPU)。处理单元160可以包括存储设备，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(EEPROM)、硬盘驱动器(HDD)等。例如，可以显示和/或存储来自DUT 180的各个测量和表征的数据，以用于分析。可以随处理单元160而包括用户接口(例如图形用户接口(GUI))，以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。

在一实施例中，测量设备100可以是矢量网络分析器(VNA)(例如，诸如可得自安捷伦公司的N523xA PNA-L系列或N524xA PNA-X系列VNA)，但可以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。

测量设备100提供两种配置用于执行测量以确定DUT 180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(RF)信号经由测试端口150施加到DUT 180。注意，在对DUT 180执行测量之前，对测量设备100执行校准，以消除系统性测量误差。校准有效地在DUT 180接口处(例如在DUT 180的输出端口185处(例如通常在连接测量设备100和DUT 180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DUT 180受测量。

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DUT 180的输出端口185(校准后的测量平面)执行DUT 180所生成的输出信号B₁和对应反射信号A₁的第一测量集合。遍历DUT 180所需的输出信号B₁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B₁的频率和幅度由DUT 180而非由测量设备100设置。输出信号B₁通过经第一耦合器125耦合到第一接收机120(测量接收机)而加以测量，其中，所耦合的信号B₁与LO信号混频，以提供用于测量输出信号B₁的中间频率(IF)信号。反射信号A₁通过经第二耦合器135耦合到第二接收机130(基准接收机)而加以测量，其中，所耦合的信号A₁与LO信号混频，以提供用于测量反射信号A₁的IF信号。

参照图2，测量设备100的信号源110将信号(其可以称为“外部信号”)经由测试端口150施加到DUT 180的输出端口，其中，信号源110生成外部信号，但可以从DUT 180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)B₁ ^θ1的第二测量集合，其中，输出信号B₁ ^θ1是DUT 180所生成的输出信号B₁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)b₁ ^θ1之和。因此，B₁ ^θ1＝B₁+b₁ ^θ1。测量设备100还在输出端口185处执行对应于输出信号B₁ ^θ1的反射信号(矢量)A₁ ^θ1的第二测量集合，其中，反射信号A₁ ^θ1是在输出端口185处所反射的反射信号A₁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)a₁ ^θ1之和。因此,A₁ ^θ1＝A₁+a₁ ^θ1。遍历对于第一测量集合所使用的输出信号B₁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B₁ ^θ1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DUT 180的输出端口185。信号源110的相位可以相对于DUT 180设置为θ_n。遍历“n”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，可以存在输出信号B₁ ^θ1至B₁ ^θ4和反射信号A₁ ^θ1至A₁ ^θ4中的每一个的四次测量。

输出信号B₁ ^θ1通过经第一耦合器125将输出信号B₁ ^θ1耦合到第一接收机120而受测量，其中，所耦合的输出信号B₁ ^θ1与LO信号混频，以提供用于测量输出信号B₁ ^θ1的IF信号。反射信号A₁ ^θ1通过经第二耦合器135将反射信号A₁ ^θ1耦合到第二接收机130而受测量，其中，所耦合的反射信号A₁ ^θ1与LO信号混频，以提供用于测量反射信号A₁ ^θ1的IF信号。可以通过从所测量的输出信号B₁ ^θ1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信号的输出信号b₁ ^θ1，并且可以通过从所测量的反射信号A₁ ^θ1减去所测量的反射信号A₁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a₁ ^θ1。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DUT 180的工作特性的系数集合。

信号源110应设置为B_1max-ψ，其中，B_1max是来自DUT 180的最大期望输出幅度(或功率)，ψ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，ψ例如可以是大约16dBc，但ψ例如可以依据DUT 180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DUT 180的输出幅度，如在B₁-ψ中那样，以确保线性约束。如上所述，遍历DUT 180所需的特定B₁幅度和频率来执行该测量。

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，将根据这五个测量集合所收集的数据相位归一化为输出信号B₁的相位。也就是，通过采取每个输出信号B₁和B₁ ^θn以及对应反射信号A₁和A₁ ^θn的测量来执行相位归一化以提供数据集合，并且对输出信号B₁(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和

如以下进一步讨论的那样。

用于DUT 180的测量等式(例如，出于说明的目的假设DUT 180是信号生成器)需要测量DUT 180的匹配，并且在DUT 180处于激励条件下的同时该匹配对于输出幅度的效果(例如，其可以被称为“热”匹配)。这可以通过使用以下参照等式(1)至(4)讨论的X参数等式、测量和微分而加以完成。该方法还提供从DUT 180直接测量输出幅度。

作为初始事宜，对输出信号

和对应反射信号

的测量值进行误差校正，以获得其实际值。为了说明的目的，假设测量设备100是VNA，可以执行标准校准，以收集必要误差项，以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

和作为所测量的信号和

在一般意义上，对于所有测量设置中的所有A和B，可以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_u和B_u进行误差校正，以根据以下等式(1)提供校正的所测信号A_c和B_c。

在等式(1)中，e₀₀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，e₁₀e₀₁是线性系统性反射跟踪误差Er，e₀₁是测量设备100的线性系统性接收机跟踪误差。

然后可以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B₁ ^θn、

是相位归一化的反射信号A₁ ^θn。

然后可以凭借通过等式(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DUT 180的工作特性的X参数系数的集合：

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

和对于DUT 180自身所设置的特定大信号工作点(LSOP)是有效的(DUT 180输出信号B₁的频率、幅度和相位的值)。指示更简单的非线性输入和输出信号映射，

指示输入信号到输出信号的线性化映射，

指示共轭输入信号到输出信号的线性化映射。P是源自相位归一化以得到关于所施加的|B₁|的X参数解的输出信号B₁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

因此P项是1。B₁的相位是零度，因此e^j0＝1。提取X参数系数的示例由Gunyan等人(2010年3月2日)的美国专利No.7,671,605提供，其通过其完整引用而合并到此。

和

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

是用于所设置的LSOP的非比例量，因此

中的下标“1”定义为输出端口(例如输出端口185)。

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

X参数系数。这样留下等式(2)和(3)所示的小信号响应，其为当仿真具有信号源110的DUT 180时所生成的。因为对大信号响应B₁和A₁的减法，所以根据上述等式，X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B₁，等同于等式(4)的小信号可以写为等式(5a)至(5c)所示，其中，上标“*”表示复共轭，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。

令θ_{i＝0，1，2，3}＝0°，90°，180°，270°:

在等式(5c)中，[b]是m x 1矩阵，[a]是m x n矩阵，[X]是n x 1矩阵，其中，m和n是正整数。使用

和

的解以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

X参数系数，如等式(6)所示。

然后可以分析X参数系数。例如，归一化后的反射和输出信号

对

的贡献包含于中，并且可以如等式(7)所示得以定义。

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)可以用于确定DUT 180的源匹配。

可以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，所以

输出幅度因此变为等式(9)所示的

为了说明的目的，假设DUT(例如DUT 180)为信号生成器，但所述方法可以应用于其它类型的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可以执行图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)，以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；以及信号源(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。处理单元可以包括于VNA中，或可以是分离设备(例如PC)，如上所述。

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，DUT 180自身设置LSOP(输出信号的频率、幅度和相位的值)。

在块S312中，外部信号施加到信号生成器的输出端口。例如，外部信号可以是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。

外部信号可以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，以确保不违反用于小信号响应的线性约束。此外，在第二测量集合期间，外部信号的相位状态可以相对于所述输出信号的相位遍历360度旋转。例如，在针对每个频率在90度、180度、270度和360度的相位处施加外部信号的同时，所述第二测量集合可以包括输出信号的测量。

在块S314中，通过非线性模型(例如以上等式(4)所示的非线性模型)凭借第一和第二测量集合的处理结果来确定描述信号生成器的工作特性的系数集合。所述方法可以还包括：对(例如VNA和信号生成器的)信号源进行基准信号锁定，以用于执行第一和第二测量集合。

系数集合可以对于信号生成器所生成的输出信号的特定大信号工作点(LSOP)是有效的，并且可以描述完整非线性输入和输出信号映射。例如，系数可以是X参数系数，其中，第一系数(例如)描述更简单的非线性输入和输出信号映射，两个系数的集合描述线性化输入和输出信号映射。两个系数的集合包括例如用于输入信号到输出信号的线性化映射的第二系数(例如

)以及共轭输入信号到输出信号的线性化映射的第三系数(例如

)。根据实施例，如等式(4)所提供的那样，非线性模型总体上包括等于第一系数的信号生成器的所述输出端口处的所述输出信号加上第二系数与对应于在所述输出端口处的所述输出信号的反射信号的乘积加上第三系数、对应于在所述输出端口处的所述输出信号的所述反射信号的共轭和源自相位归一化的所述输出信号的相位的平方的乘积。

本领域技术人员应理解，根据本教导的很多变形是可能的，并且仍在所附权利要求的范围内。在此审阅说明书、附图和权利要求之后，这些和其它变形对于本领域技术人员将变得清楚。因此，除了在所附权利要求的精神和范围内之外，本发明并不受限。

Claims

1.一种通过测量设备确定信号生成器的工作特性的方法，所述方法包括：

执行所述信号生成器(180)生成的输出信号(B1)和所述信号生成器的输出端口(185)的对应反射信号(A1)的第一测量集合，其中，遍历所述输出信号的多个频率和多个幅度执行所述第一测量集合(S311)；

将外部信号施加到所述信号生成器的所述输出端口(S312)；

在所述外部信号施加到所述输出端口的同时，在所述信号生成器的所述输出端口执行所述输出信号和对应反射信号的第二测量集合，其中，遍历所述输出信号的所述多个频率和所述多个幅度执行所述第二测量集合，对于所述第二测量集合中的每个测量，所述外部信号具有与输出信号相同的频率(S313)；以及

通过非线性模型处理第一和第二测量集合的结果以确定描述所述信号生成器的工作特性的系数集合(S314)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述外部信号设置为小于确保不违反对于小信号响应的线性约束的预定常数的所述输出信号的多个幅度的期望最大幅度。

3.如权利要求1所述的方法，其中，针对每个频率遍历所述外部信号相对于所述输出信号的相位的多个相位状态来执行所述第二测量集合，所述外部信号的相位状态相对于所述输出信号的相位遍历360度旋转，

其中，所述第二测量集合包括：在针对每个频率以90度、180度、270度和360度的相位施加所述外部信号的同时对于所述输出信号的测量。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述系数集合对于所述输出信号的特定大信号工作点是有效的，所述大信号工作点是由所述信号生成器设置的，并且

其中，所述系数集合包括：

第一系数，其描述更简单的非线性输入和输出信号映射；以及

两个系数的集合，其描述线性化输入和输出信号映射，其中，所述两个系数的集合包括：

第二系数，其用于所述输入信号到所述输出信号的线性化映射，

第三系数，其用于共轭输入信号到所述输出信号的线性化映射。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述非线性模型包括：所述信号生成器的所述输出端口的所述输出信号等于以下各部分之总和：

所述第一系数，

所述第二系数和对应于所述输出端口的所述输出信号的反射信号之乘积，

所述第三系数、对应于所述输出端口的所述输出信号的所述反射信号的共轭、源自相位归一化的所述输出信号的相位的平方之乘积。

6.一种用于确定待测试设备(DUT)的工作特性的测量设备，所述设备包括：

测试端口(150)，其配置为连接到所述DUT(180)的输出端口(185)，用于输入DUT生成的输出信号(B1)，并且输出对应于所述输出信号的反射信号(A1)；

信号源(110)，其配置为生成有选择地施加到所述DUT的所述输出端口的外部信号；

第一接收机(120)，其配置为在没有外部信号施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由第一耦合器(125)执行所述DUT生成的所述输出信号的第一输出信号测量集合，并且配置为在所述外部信号施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由所述第一耦合器执行第二输出信号测量集合；

第二接收机(130)，其配置为在外部信号没有施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由第二耦合器(135)执行所述反射信号的第一反射信号测量集合，并且配置为在所述外部信号施加到所述DUT的所述输出端口的情况下经由所述第二耦合器执行第二反射信号测量集合；

处理单元(160)，其配置为通过非线性模型处理第一和第二输出信号测量和反射信号测量集合的结果以确定描述所述DUT的工作特性的系数集合，

其中，遍历所述输出信号的多个频率和多个幅度来执行第一和第二输出信号测量和反射信号测量集合，对于所述第二输出信号和反射信号测量集合中的每个测量，所述外部信号具有与所述输出信号相同的频率。

7.如权利要求6所述的设备，其中，在所述第一输出信号测量集合期间，针对每个频率，所述第一和第二接收机遍历所述外部信号相对于所述输出信号的相位的多个相位状态，分别执行第二输出信号测量和反射信号测量集合，并且

其中，在第一输出信号测量集合期间，所述外部信号的相位状态相对于所述输出信号的相位遍历360度旋转。

8.如权利要求6所述的设备，其中，所述系数集合包括：

第二系数，其用于所述输入信号到所述输出信号的线性化映射，和

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述非线性模型包括：所述DUT的所述输出端口的所述输出信号等于以下各部分之总和：

所述第一系数，

10.如权利要求8所述的设备，其中，第一、第二和第三系数中的每一个包括对于所述输出信号的特定大信号工作点有效的X参数系数。