CN107340427A - 用二进制相移键控测试信号测量出测量仪的幅值相位响应 - Google Patents

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Abstract

在此公开用二进制相移键控测试信号测量出测量仪的幅值相位响应。系统和方法(800)采用异或门(110)，具有：第一输入端，其配置为接收具有RF载波频率的RF载波信号(15)；第二输入端，其配置为接收具有方波频率的方波信号(25)；输出端，其配置为向待测试的信号处理通道(120)输出包括方波信号(25)调制的RF载波信号(15)的二进制相移键控(BPSK)信号。数字信号处理器(130)配置为从信号处理通道(120)接收信号处理通道(120)响应于BPSK信号(115)产生的同相(I)和正交相(Q)数据，并且处理I和Q数据，以确定作为频率函数的信号处理通道(120)的幅值响应(510)和相位响应(520)。

Description

用二进制相移键控测试信号测量出测量仪的幅值相位响应
背景技术
测量仪用于测试和分析来自电气电子设备和系统的信号。这种测量仪的示例包括谱分析仪和矢量信号分析仪，其可用于表征RF、微波和/或毫米波频谱中信号的频率和/或相位响应。
校准是这种测量仪的重要特性。即，当使用这种测量仪测量信号(例如，待测设备(DUT)的输出信号)的特性(例如，频率响应)时，重要的是获知测量仪的测量通道的幅值和相位响应。在一些情况下，获知测量通道正在测量仪的指定参数内工作(例如，作为频率函数的幅值和相位响应在跨越指定频率跨度或范围上处于某个指定范围或容限内)可能就足够了。在其他情况下，可能期望获知测量仪的当前工作参数–例如，在跨越指定频率跨度或范围上作为频率函数的幅值和相位响应–使得来自测量通道中理想特性的任何导数可以在进行信号测量时得到补偿。
特别是，若干种技术已经用于将幅值相位线性度表征为零跨度、数字(非扫描)模式下工作的宽带宽谱分析仪的信号处理通道的频率的函数。
在一种已知技术中，基带方波基准信号路由到分析仪的RF输入端，该分析仪调谐到0Hz中心频率，并且同相/正交相(I/Q)波形由分析仪内部的中频(IF)数字仪进行捕获。通过后处理I/Q记录，分析仪的IF通道的相位幅值通道响应可以得到测量，并且在期望的情况下可用于平直度补偿。然而，这种技术有一些缺点和限制。首先，这种技术仅在分析仪设置到其低波段IF路径的情况下进行测量。然而，分析仪可能具有多个IF路径。因此，这种技术只能测量分析仪的最低频外差混频波段。其次，该测量仅捕获信号RF频率(0Hz)上的相位幅值频率响应。
另一已知技术涉及将载波(CW)路由到分析仪的RF输入端，将分析仪调谐到CW中心频率，并且在跨域感兴趣的频率跨度上线性地扫描分析仪的本地振荡器(LO)。LO信号的扫描在IF带宽上依次促使CW信号被扫描，并且这种扫描可由分析仪的IF数字仪加以捕获，并且可以对所得到的I/Q记录进行后处理，以计算出分析仪的IF通道的相位幅值通道响应。然而，这种技术也有一些缺点和限制。首先，这种技术要求LO扫描和数字仪I/Q捕获之间的准确时间对准。这种对准由于LO扫描的任何非线性也遭受相位误差。此外，在分析仪进行信号(例如，DUT的输出信号)的宽带频率测量的正常“使用”中，LO在数字仪于IF通道上捕获IF信号时处于固定的频率。然而，由于LO未加以固定而是在通道测量过程期间被扫描，因此，频率响应误差由于LO频率的变化而引入到通道测量。
还有另一种已知技术采用冲激发生器，如 U9391 CombGenerator，其可以经RF基准信号(通常为10MHz)的驱动而形成梳状信号，所述梳状信号具有拥有已知相位幅值特性的等间距音调(tone)的频谱。这种梳状信号路由到分析仪的RF输入端，分析仪在零跨度模式下调谐到期望的中心频率，并且I/Q波形由分析仪的内部IF数字仪加以捕获。通过将I/O记录进行后处理，可以测量出分析仪的IF的相位幅值通道响应。然而，这种技术也有一些缺点或限制。首先，随着分析仪中心频率增加，梳状谐波的功率水平在很大程度上降低。测量出的信号的低信噪比使得测量的再现性恶化。其次，用以增加梳状信号的更高频率谐波的功率水平的信号放大促使梳状发生器消耗更多的功率。例如，型号为U9391G的梳状发生器在67GHz上使用13瓦生成-85dBm的音调。
令人期望的是提供一种技术，用于将幅值相位线性度表征为信号处理通道的频率的函数，例如，谱分析仪或矢量信号分析仪的信号处理通道(例如，IF通道)，其可以避免现有技术的一些或全部缺点或限制。
发明内容
本发明内容部分用于以简单的方式介绍以下在具体实施方式部分进一步描述的构思的选择。本发明内容部分并非旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也并非旨在用于限制所要求保护主题的范围。
根据本发明的一方面，一种方法包括：将具有RF载波的RF载波信号提供给异或门的第一输入端；将具有方波频率的方波信号施加给所述异或门的第二输入端；从所述异或门输出包括所述方波信号调制的RF载波信号的二进制相移键控信号；将BPSK信号施加给测量仪的RF输入端，并且使所述BPSK信号经过所述测量仪的测量通道；在所述测量仪中确定所述测量仪的测量通道输出的BPSK信号的同相(I)和正交相(Q)时间记录；求取所述I和Q时间记录的导数；找到所述I和Q时间记录中的最高冲激响应，并且循环旋转所述I和Q时间记录，使得所述最高冲激响应出现在时间零处；求取循环旋转的I和Q时间记录的快速傅里叶变换，仅保留所述方波频率的各谐波和各频率处的FFT数据；针对方波信号的频率特性校正所述FFT数据的幅值，以获得所述测量仪的测量通道的幅值响应；在测量出的频率跨度上，展开幅值校正的FFT数据的相位响应；求取展开的幅值校正的FFT数据的相位响应的导数，并去除任何残余组延迟偏移量，以获得所述测量仪的测量通道的组延迟响应；以及对所述组延迟响应积分，以获得所述测量通道的相位响应。
在一些实施例中，所述方法还包括：使所述测量仪的测量通道的中心频率偏移所述方波频率的一分数，其中，所述分数大于0且小于1；并且在求取I和Q时间记录的导数之前，将所述I和Q时间记录频率旋转所述方波频率的所述分数的相反数。
在这些实施例的一些版本中，所述方波频率的分数是所述方波频率的四分之一。
在一些实施例中，所述方法还包括：在显示设备上显示以下至少之一：所述测量仪的测量通道的幅值响应、所述测量仪的测量通道的组延迟响应、所述测量仪的测量通道的相位响应。
在一些实施例中，所述方法还包括：在显示设备上显示所述测量仪的测量通道的幅值响应、所述测量仪的测量通道的组延迟响应、所述测量仪的测量通道的相位响应。
在一些实施例中，所述RF载波信号和方波信号提供给异或门，并且所述异或门利用方波信号调制RF载波信号，其在测量仪内部。
在这些实施例的一些版本中，所述测试仪是矢量信号分析仪。
在一些实施例中，使所述BPSK信号经过所述测量仪的测量通道包括：将所述BPSK信号下转换到中频(IF)通道；数字化所述IF通道以产生所述I和Q时间记录。
根据本发明的另一方面，一种系统包括异或门，具有：第一输入端，其配置为接收具有RF载波频率的RF载波信号，第二输入端，其配置为接收具有方波频率的方波信号，输出端，其配置为输出包括所述方波信号调制的RF载波信号的二进制相移键控(BPSK)信号；测量通道，其具有输入端和输出端，其中，连接该输入端以接收BPSK信号，并且测量通道配置为在该输出端提供BPSK信号的同相(I)和正交相(Q)时间记录；获取存储器，其配置为接收并在其中存储所述I和Q时间记录；数字信号处理器。所述数字信号处理器，其配置为：求取所述I和Q时间记录的导数；找到所述I和Q时间记录中的最高冲激响应，并且循环旋转所述I和Q时间记录，使得所述最高冲激响应出现在时间零处；求取循环旋转的I和Q时间记录的快速傅里叶变换，仅保留所述方波频率的各谐波和各频率处的FFT数据；针对方波信号的频率特性校正所述FFT数据的幅值，以获得所述测量仪的测量通道的幅值响应；在测量出的频率跨度上，展开幅值校正的FFT数据的相位响应；求取展开的幅值校正的FFT数据的相位响应的导数，并去除任何残余组延迟偏移量，以获得所述测量仪的测量通道的组延迟响应；对所述组延迟响应积分，以获得所述测量通道的相位响应。
在一些实施例中，所述数字信号处理器包括其中存储了指令的数字微处理器和存储器，以促使所述微处理器处理所述I和Q时间记录，从而获得所述测量通道的相位响应。
在一些实施例中，所述数字信号处理器进一步配置为：使所述测量通道的中心频率偏移所述方波频率的一分数，其中，所述分数大于0且小于1；在求取I和Q时间记录的导数之前，将所述I和Q时间记录频率旋转所述方波频率的所述分数的相反数。
在这些实施例的一些版本中，所述方波频率的分数是所述方波频率的四分之一。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：显示设备，其配置为显示以下至少之一：所述测量仪的测量通道的幅值响应、所述测量仪的测量通道的组延迟响应、所述测量仪的测量通道的相位响应。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：显示设备，其配置为显示所述测量仪的测量通道的幅值响应、所述测量仪的测量通道的组延迟响应、所述测量仪的测量通道的相位响应。
在一些实施例中，所述系统包括矢量信号分析仪。
在一些实施例中，所述测量通道包括：下转换器，其配置为将所述BPSK信号下转换到中频(IF)通道；数字化器，其配置为数字化所述IF通道以产生所述I和Q时间记录。
根据本发明的又一方面，一种系统，包括：异或门，具有：第一输入端，其配置为接收具有RF载波频率的RF载波信号，第二输入端，其配置为接收具有方波频率的方波信号，输出端，其配置为向待测试的信号处理通道输出包括所述方波信号调制的RF载波信号的二进制相移键控(BPSK)信号；数字信号处理器，其配置为从所述信号处理通道接收所述信号处理通道响应于所述BPSK信号产生的同相(I)和正交相(Q)数据，并且处理所述I和Q数据，以确定作为频率函数的信号处理通道的幅值响应和相位响应。
在一些实施例中，所述数字信号处理器配置为以如下方式处理所述I和Q数据：求取作为时间函数的所述I和Q数据的导数；找到所述I和Q数据中的最高冲激响应，并且循环旋转所述I和Q数据，使得所述最高冲激响应出现在时间零处；求取循环旋转的I和Q时间记录的傅里叶变换，仅保留所述方波频率的各谐波和各频率处的频域数据；针对方波信号的频率特性校正所述频域数据的幅值，以获得信号处理通道的幅值响应；在测量出的频率跨度上，展开幅值校正的频域数据的相位响应；求取展开的幅值校正的频域数据的相位响应的导数，并去除任何残余组延迟偏移量，以获得所述信号处理通道的组延迟响应；对所述组延迟响应积分，以获得所述信号处理通道的相位响应。
在一些实施例中，所述信号处理通道进一步配置为使所述测量通道的中心频率偏移所述方波频率的一分数；在求取I和Q时间记录的导数之前，将所述I和Q时间记录频率旋转所述方波频率的所述分数的相反数。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：显示设备，其配置为显示以下至少之一：所述测量仪的测量通道的幅值响应、所述测量仪的测量通道的组延迟响应、所述测量仪的测量通道的相位响应。
附图说明
所公开主题的图示性实施方式将会通过参照附图得到最佳的理解，其中，同样的部分自始至终用同样的附图标记加以表示。
图1是用于测量一测量仪的信号处理通道的幅值和相位响应的配置的一个实施例的简化功能框图。
图2是谱分析仪的示例的简化框图。
图3图示谱分析仪的数字中频(IF)通道的示例实施例。
图4示出测量仪响应于BPSK信号产生的一些示例波形。
图5图示使用BPSK测试信号测量出的测量仪的信号处理通道的幅值响应、组延迟响应和相位响应的示例绘图。
图6图示在频率上相对于测量通道的中心平移的BPSK信号的频谱。
图7A图示根据一方法的示例实施例的示例信号处理通道的幅值线性度测量的再现性，所述方法表征作为频率函数的信号处理通道的幅值相位响应，图7B图示该示例信号处理通道的相位线性度测量的再现性。
图8是表征作为频率函数的信号处理通道的幅值相位线性度的方法的示例实施例的流程图。
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，阐述公开了特定细节的代表性实施例，以提供对于本教导的彻底理解。然而，对于已受益于本公开优点的本领域技术人员明显的是，根据本教导的脱离在此公开的特定细节的其他实施例仍在所附权利要求的范围内。而且，公知的装置和方法的描述可予以省略，以便不会使得示例实施例的描述变得模糊。这些方法和装置显然在本教导的范围内。
除非另有注明，否则当提到第一设备连接至第二设备时，这涵盖可采用一个或多个中间设备将两个设备彼此连接的情况。然而，当说第一设备直接连接到第二设备时，这涵盖两个设备在没有任何中间或中介设备的情形下彼此连接的情况。类似地，当说信号耦合至设备时，这涵盖可采用一个或多个中间设备将该信号耦合到该设备的情况。然而，当说信号直接耦合到设备时，这仅涵盖该信号在没有任何中间或中介设备的情形下直接耦合到该设备的情况。
图1是用于测量测量仪100的信号处理通道120的幅值和相位响应的配置1的一个示例的简化功能框图，其有时也可称为测试仪。配置1包括：射频(RF)信号发生器10、方波信号发生器20和异或(XOR)门110。
RF信号发生器10产生具有RF载波频率FC的RF载波信号15，并且将RF载波信号15提供给XOR门110的第一输入端。在一些实施例中，RF载波频率FC可以大于1GHz。在一些实施例中，RF载波频率FC可以大于10GHz。
方波信号发生器20产生具有方波频率FM的方波信号25，并且将方波信号25提供给XOR门110的第二输入端。在一些实施例中，RF载波频率FM可以具有处于若干MHz(例如，2.5MHz)范围内的频率。在测量仪100是具有用户所选显示频率跨度的谱分析仪的一些实施例中，可以依据谱分析仪的用户所选频率跨度来选择RF载波频率FC。
RF信号发生器10页可以将基准频率信号11提供给方波信号发生器20，并且方波信号发生器20可以将基准频率信号13提供给测量仪100。有益的是，基准频率信号13可以与基准频率信号11相同，或者可以同步到基准频率信号13。在一些实施例中，基准频率信号11和基准频率信号13可以每一个均为10MHz正弦波信号。在其他实施例中，代之方波信号发生器20强基准频率信号13提供给测量仪100，RF信号发生器10可以将基准频率信号11提供给方波信号发生器20和测量仪100两者。在又一些实施例中，代之从RF信号发生器10接收基准频率信号11，方波信号发生器20可以将基准频率信号13提供给RF信号发生器10和测量仪100两者。不管如何完成，一个或多个参照频率信号可以允许RF信号发生器10、方波信号发生器20和测量仪100将它们的频率源(例如，内部振荡器)彼此同步。
一般而言，测量仪100可以是测量信号的一个或多个电气参数的任何仪器或待测设备(DUT)。测量仪100包括数字信号处理器130，并且可以包括显示设备140。在一些实施例中，测量仪100可以是谱分析仪或矢量信号分析仪。信号处理通道120可以是测量仪100的测量通道，配置1可以允许测量作为频率函数的测量通道的幅值相位线性度。在一些情况下，这可允许用户确认测量通道正在测量仪100的指定参数内工作。在其他情况下，当测量接收到的信号(例如，从DUT接收到的信号)时，这可允许测量仪100在指定频率跨度或范围上补偿作为频率函数的测量通道(即，信号处理通道120)的幅值和相位响应的任何导数。
尽管图1图示信号处理通道120是测量仪100的测量通道的有益配置1，然而，其他配置可以采用RF信号发生器10、方波信号发生器20、XOR门110和数字信号处理器以测量包括在除了测量仪以外的不同系统或装置中的信号处理通道的幅值相位线性度。
如图1中的虚线所图示的，在一些实施例中，异或(XOR)门110可以在测量仪100的外部，而在其他可替换实施例中，测量仪100(Alt.)可以包括XOR门110。此外，在一些实施例中，RF信号发生器10和方波信号发生器20可以在测量仪100的外部，而在其他可替换实施例中，测量仪100(第二个Alt.)可以包括RF信号发生器10和/或方波信号发生器20。
XOR门110运行为二进制相移键控(BPSK)调制器，其利用方波信号25调制RF载波信号15以产生BPSK信号115。BPSK信号115从XOR门110(或许通过一个或多个放大器、缓冲器、反相器等)提供给测量仪100的输入端(即，经由RF输入连接器)，并且BPSK信号115经过测量仪100的信号处理通道120。图1图示出BPSK信号115的示例频谱，其图示BPSK信号115包括方波信号25在频率FM调制的频率Fc处的RF载波信号15。
为了提供对于配置1可应用于的测量仪的更具体示例，图2是谱分析仪200的示例的简化框图。因此，应当理解，谱分析仪200可以是具有可用诸如图1的配置1之类的配置表征其作为频率函数的幅值相位响应的处理信号通道的测量仪的一个示例。
谱分析仪200具有两个输入端IN1和IN2，其中IN1可以配置为低频范围内的信号(例如，RF和微波信号)，IN2可以是配置为接收高频范围内的信号(例如，毫米波信号)。谱分析仪200在输入端IN1可以包括可变数衰减器210。谱分析仪200在输入端IN1可以还包括预选器(或可变RF滤波器)220，用于排除处于感兴趣频段外部的信号，以便改善谱分析仪200的性能。可选地，谱分析仪200可以提供预选器220被旁路的用户所选操作模式。
谱分析仪200包括显示和用户接口250,。谱分析仪200可以响应于经由用户接口接收到的用户输入，在显示器上显示接收到的信号的一个或多个特性或参数。
谱分析仪200包括多个频率转换级，其全部导致接收到的输入信号被频率转换到由数字IF通道240处理的中频(IF)信号，如下面更详细讨论的那样。具体地，谱分析仪200包括多个本地振荡器LO1,LO2和LO3以及相关联的混频器和旁路滤波器(BPF)，用于在宽频范围上将输入信号转换到数字IF通道240的IF频率。本地振荡器LO1,LO2和LO3中的每一个均可以同步到共用而稳定的参照频率信号(例如，处于10MHz)，其可由内部基准振荡器提供或经由REFERENCE IN(基准输入)输入端提供。在一些实施例中，响应于经由用户接口的用户选择，可以确定由内部基准振荡器还是REFERENCE IN输入端提供基准频率信号。谱分析仪200可以还包括扫描发生器230，其连接至LO1，以在期望跨度或频率范围上扫描要由谱分析仪200测量其输入信号的LO1的频率。
如上面注明的，谱分析仪200仅是谱分析仪的一个示例配置，并且许多其他的配置都是可能的。此外，谱分析仪的一般操作对于本领域技术人员是公知的，复音词将不会在这里加以解释。
为了提供对于在配置1可应用于的测量仪中可包括的数字IF通道240的更具体示例，图3图示诸如谱分析仪200之类的谱分析仪的数字中频(IF)通道300的示例实施例。因此，应当理解，数字IF通道240可以是可利用诸如图1的配置1之类的配置表征的作为频率函数的幅值相位响应的处理信号通道的一部分的一个示例。
数字IF通道300包括模数转换器310、数字下转换器320、基带处理器330和数据分析部分340。
ADC 310接收模拟IF信号(例如，其通过谱分析仪200的测量通道从BPSK信号115产生)，并且在IF通道中(例如，响应于时钟(未示出))数字化所接收到的模拟IF信号，以产生作为一系列I和Q数据样本或时间记录的数字IF信号。
数字下转换器320从ADC 310接收数字IF信号，并且包括提供同相(I)和正交相(Q)频率信号的直接数字综合器(DDS)，所述同相(I)和正交相(Q)频率信号要与数字IF信号进行混频以产生数字IF信号(其例如可以通过谱分析仪200的测量通道产生自BPSK信号115)的I和Q数据、或时间记录。I和Q时间记录可以存储在基带处理器330的获取存储器332中，并且可以由基带处理器330的数字信号处理器334进行处理，如下面更详细讨论的那样。数字信号处理器334可以包括数字逻辑、专用集成电路(ASICS)、固件、微处理器和/或可执行代码的任何组合。
数据分析部分340可以分析I和Q时间记录，以产生可由显示和用户接口250的显示器所显示的各种统计(例如，峰值、平均值等)，如本领域技术人员所知道的那样。
返回到图2，有利地，XOR门110可以通过RF载波信号15和方波信号25的强度而驱动到饱和，并且可以呈现高增益，使得BPSK信号115具有非常快的边沿(接近理想波形)。在频域中，BPSK信号115可以视为梳状信号，其中音调或“梳齿”的相对幅值和相位由BPSK信号的性质定义，因此是众所周知的。因此，BPSK信号115可以是用于测量测量仪100的测量通道之类的信号处理通道的幅值相位响应的有利的探针或测试信号。现在描述这些测量的细节。
图4图示测量仪(例如，矢量信号分析仪(VSA))响应于BPSK信号115产生的一些示例波形。
波形410是BPSK信号115在10.25GHz的中心频率Fc和2.5MHz的方波调制速率FM的示例波形。波形420和430分别示出信号处理通道(“通道”)输出的BPSK信号的同相(I)和正交(Q)组分的时域记录，其中相位以50％占空比在+90和-90度之间交替。
根据信号处理通道输出的BPSK信号的I和Q时域组分的单个捕获，可以使用以下处理测量或计算通道频率响应(幅值和相位)。
首先，例如通过使用有限差异法求取I和Q时间记录的导数，获得通道冲激响应。在一些实施例中，可以通过图3的数字信号处理器334之类的数字信号处理器求取I和Q时间记录的导数。
接下来，找到I和Q时间记录中的最大冲激，并且循环旋转时间记录，使得该点处于时间0。这对准时间响应的延迟，使得在调制源(例如，方波信号发生器20)和接收器(例如，数字IF通道300)之间不需要硬件触发。在一些实施例中，可以找到I和Q时间记录的最高冲激，并且可以通过图3的数字信号处理器334之类的数字信号处理器求取I和Q时间记录的导数。
接下来，对循环旋转的I和Q时间记录执行傅里叶变换(例如，快速傅里叶变换(FFT))。仅保留方波频率的各频率的谐波处的FFT数据，以得到通道的频率响应(幅值和相位)。在一些实施例中，可以由图3的数字信号处理器334之类的数字信号处理器执行FFT。
接下来，校正上面经由傅里叶变换获得的作为频率函数的通道的幅值响应，用于XOR门中方波调制的零阶保持特性所导致的公知sin(x)/x滚降。即，傅里叶变换获得的幅值数据可以乘以已知sin(x)/x滚降的逆函数。这提供了作为频率函数的通道(例如，测量仪的测量通道)的幅值响应。在一些实施例中，可以由图3的数字信号处理器334之类的数字信号处理器执行校正。
现在提供关于如何从早先获得的傅里叶变换的I和Q时间记录获得通道相位响应的解释。
首先，相位数据在测量的频率跨度上“展开”。即，相位数据在180°相位角上呈现“跳跃”。展开相位数据意味着校正相位数据，使得在相位数据中不存在+180°/-180°步长。在一些实施例中，可以由图3的数字信号处理器334之类的数字信号处理器不展开相位数据。
接下来，求取展开的相位数据的导数，并且将所得到的数据归一化，以去除任何残余的组延迟偏移量，由此获得通道的组延迟响应。在一些实施例中，可以由图3的数字信号处理器334之类的数字信号处理器去除任何残余的组延迟偏移量。
最后，对组延迟偏移量进行积分，以获得作为频率函数的通道相位响应(例如，测量仪的测量通道的相位响应)。
图5图示如上所述使用BPSK测试信号(例如，BPSK信号115)测量出的测试仪(例如谱分析仪)的示例信号处理通道(例如，信号处理通道120)的幅值响应、组延迟响应520和相位响应520的绘图。在一些实施例中，测量仪(例如，测量仪100和/或谱分析仪200)可以将绘图510、520和530中的一个或所有显示至显示设备(例如，显示设备140和/或显示和用户接口250)。
在一些上下文中，幅值响应510的再现性可能低于所期望的。例如在测量的信号处理通道120是谱分析仪的测量通道并且谱分析仪在预选器旁路模式(如上面参照谱分析仪200所描述的)中工作的情况下，接收到的BPSK信号115的跨度谐波的图像可以绕回并且落在BPSK信号115中感兴趣音调之上，因此可能出现在上面描述的傅里叶变换数据中。图像关于感兴趣音调的随机相位可能导致使测量再现性恶化的幅值变化。
于是，在一些实施例中，测量仪的测量通道的中心频率可相对于RF载波频率FC偏移或平移了方波频率FM的一分数，其中，该分数大于0并且小于1以便移动图像，使得它们不再落在感兴趣音调上。
图6图示测量仪的测量通道(例如，谱分析仪)的中心频率已相对于RF载波频率FC偏移或平移了方波频率FM的一分数的示例中的BPSK信号的频谱610。在图6所示的示例中，测量仪的测量通道(例如谱分析仪)的中心频率已经相对于RF载波频率FC偏移或平移了FM/4(即，方波频率FM的分数是方波频率FM的四分之一)。于是，接收到的BPSK信号115的跨度外谐波的图像落入BPSK信号115的所期望音调之间，并且一旦如上所述那样执行傅里叶变换就本质上丢弃掉。
在频谱平移了方波频率一分数(例如，+FM/)的情况下，然后，如上所述，在求取I和Q时间记录的导数之前，将I和Q时间记录旋转方波频率的该分数的相对值(即，-FM/4)。
图7A图示通道的中心频率如上所述那样相对于BPSK信号的音调偏移时的示例信号处理通道的幅值线性度测量的再现性，图7B图示其相位线性度测量的再现性。
图8是将信号处理通道的幅值相位线性度表征为频率函数的方法800的示例实施例的流程图。
操作805包括将具有RF载频的RF载波信号提供给异或门的第一输入端。
操作810包括将具有方波频率的方波信号施加到异或门的第二输入端。
操作815包括从异或门输出包括方波信号调制的RF载波信号的二进制相移键控(BPSK)信号。
操作820包括将BPSK信号施加到测量仪的RF输入端，并且使BPSK信号经过测量仪的测量通道。
操作825包括在测量仪中确定测量仪的测量通道输出的BPSK信号的同相(I)和正交相(Q)时间记录。
操作830包括求取I和Q时间记录的导数。
操作835包括找到I和Q时间记录中的最高冲激响应，并且循环旋转I和Q时间记录，使得最高的冲激响应出现在时间0点。
操作840包括求取循环旋转的I和Q时间记录的快速傅里叶变换(FFT)，仅保留方波频率的各频率和谐波处的FFT数据。
操作845包括校正方波信号的频率特性的FFT数据的幅值，以获得测量仪的测量通道的幅值响应。
操作850包括在测量出的频率跨度上不展开幅值校正的FFT数据的相位响应。
操作855包括求取展开的幅值校正的FFT数据的相位响应的导数，并且去除任何残余的组延迟偏移量，以获得测量仪的测量通道的组延迟响应。
操作860包括将组延迟响应积分，以获得测量仪的测量通道的相位响应。
尽管这里公开了示例实施例，然而，本领域普通技术人员应领会，根据本教导的许多变型都是可能的，并且仍在所附权利要求的范围内。例如，所测量的BPSK信号的方波周期的数目可以增大以通过平均化改善幅值相位线性度测量的性噪比。因此，本发明仅受限于所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种系统，包括：
异或门(110)，具有：第一输入端，其配置为接收具有RF载波频率的RF载波信号(15)；第二输入端，其配置为接收具有方波频率的方波信号(25)；输出端，其配置为输出包括所述方波信号(25)调制的RF载波信号(15)的二进制相移键控(BPSK)信号；
测量通道(240)，其具有输入端和输出端，其中，连接该输入端以接收BPSK信号(115)，并且测量通道(240)配置为在该输出端提供BPSK信号(115)的同相(I)和正交相(Q)时间记录；
获取存储器(332)，其配置为接收并在其中存储所述I和Q时间记录；以及
数字信号处理器(130)，其配置为：
求取所述I和Q时间记录的导数；
找到所述I和Q时间记录中的最高冲激响应，并且循环旋转所述I和Q时间记录，使得所述最高冲激响应出现在时间零处；
求取循环旋转的I和Q时间记录的快速傅里叶变换，仅保留所述方波频率的各谐波和各频率处的FFT数据；
针对方波信号(25)的频率特性校正所述FFT数据的幅值，以获得所述测量仪(100)的测量通道(240)的幅值响应(510)；
在测量出的频率跨度上，展开幅值校正的FFT数据的相位响应(520)；
求取展开的幅值校正的FFT数据的相位响应(520)的导数，并去除任何残余组延迟偏移量，以获得所述测量仪(100)的测量通道(240)的组延迟响应(520)；以及
对所述组延迟响应(520)积分，以获得所述测量通道(240)的相位响应(520)。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述数字信号处理器(130)包括其中存储了指令的数字微处理器和存储器，以促使所述微处理器处理所述I和Q时间记录，从而获得所述测量通道(240)的相位响应(520)。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述数字信号处理器(130)进一步配置为：
使所述测量通道(240)的中心频率偏移所述方波频率的一分数，其中，所述分数大于0且小于1；以及
在求取I和Q时间记录的导数之前，将所述I和Q时间记录频率旋转所述方波频率的所述分数的相反数。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述方波频率的分数是所述方波频率的四分之一。
5.如权利要求1所述的系统，进一步包括：显示设备(140)，其配置为显示以下至少之一：所述测量仪(100)的测量通道(240)的幅值响应(510)、所述测量仪(100)的测量通道(240)的组延迟响应(520)、所述测量仪(100)的测量通道(240)的相位响应(520)。
6.如权利要求1所述的系统，进一步包括：显示设备(140)，其配置为显示所述测量仪(100)的测量通道(240)的幅值响应(510)、所述测量仪(100)的测量通道(240)的组延迟响应(520)、所述测量仪(100)的测量通道(240)的相位响应(520)。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括矢量信号分析仪。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述测量通道(240)包括：
下转换器，其配置为将所述BPSK信号(115)下转换到中频(IF)通道(240)；和
数字化器，其配置为数字化所述IF通道(240)以产生所述I和Q时间记录。
9.一种系统，包括：
异或门(110)，具有：第一输入端，其配置为接收具有RF载波频率的RF载波信号(15)；第二输入端，其配置为接收具有方波频率的方波信号(25)；输出端，其配置为向待测试的信号处理通道(120)输出包括所述方波信号(25)调制的RF载波信号(15)的二进制相移键控(BPSK)信号；
数字信号处理器(130)，其配置为从所述信号处理通道(120)接收所述信号处理通道(120)响应于所述BPSK信号(115)产生的同相(I)和正交相(Q)数据，并且处理所述I和Q数据，以确定作为频率函数的信号处理通道(120)的幅值响应(510)和相位响应(520)。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述数字信号处理器(130)进一步配置为：
使所述测量通道(240)的中心频率偏移所述方波频率的四分之一；和
在求取I和Q时间记录的导数之前，将所述I和Q时间记录频率旋转所述方波频率的四分之一的相反数。
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