CN108011606A - 用于噪声减小的可变无源网络噪声滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于噪声减小的可变无源网络噪声滤波器。公开了一种噪声滤波器。所述噪声滤波器包括：输入端口，接收模拟信号。所述噪声滤波器进一步包括：复用器，耦合到所述输入端口。所述复用器将所述模拟信号分离成多个频带。所述频带包括高频带和低频带。所述噪声滤波器还包括：低频带可变衰减器，耦合到所述复用器。所述低频带可变衰减器相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带。

Description

用于噪声减小的可变无源网络噪声滤波器

相关申请的交叉引用

本申请要求来自由John J. Pickerd等人于2016年10月28日提交且名称为“CTLEVariable Passive Network For Noise Reduction”的序列号为62/414,455的美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请如同以其全文再现那样通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及与测试和测量系统的方面相关联的系统和方法，并且更具体地涉及用于控制噪声（诸如，测试和测量系统中的频率衰减）的系统和方法。

背景技术

测试和测量系统被设计成例如从处于测试中的设备（DUT）接收信号输入、对信号进行采样并将结果显示为波形。可以经由链路（例如，信号连接、（一个或多个）通信的链路、输入端口等等）来接收信号输入。取决于链路的物理特性，链路可能导致变化量的信号损耗。信号损耗是在通过介质进行的传播期间信号强度（例如，幅度）的逐渐损耗。当信号损耗针对在链路上传播的任何类型的信号而在距离上恒定时，可以采用放大器以增强信号的增益并克服损耗。然而，信号损耗还可能取决于信号的频率而变化。例如，高频信号可能比低频信号遭受显著更多的信号损耗。在这种情况下，放大器可以部分地校正高频损耗，但也将增强高频信号噪声。

本公开中的示例解决了这些和其他问题。

附图说明

本公开的实施例的方面、特征和优势将从参照附图而对实施例的以下描述中变得显而易见，在附图中：

图1是根据本公开的各种方面的包括噪声滤波器的示例测试和测量系统的框图。

图2是根据本公开的各种方面的包括噪声滤波器的示例测试和测量系统的框图。

图3是根据本公开的各种方面的包括噪声滤波器的测试和测量系统的示例的框图。

图4是根据本公开的各种方面的包括噪声滤波器的测试和测量系统的示例的框图。

图5是根据本公开的各种方面的包括噪声滤波器的示例测试和测量系统的框图。

图6是根据本公开的各种方面实现的包括噪声滤波器的示例测试和测量系统的框图。

图7是根据本公开的各种方面的用于采用噪声滤波器的示例方法的流程图。

图8是根据本公开的各种方面的示例双频带噪声滤波器频率响应的曲线图。

图9是根据本公开的各种方面的示例三频带噪声滤波器频率响应的曲线图。

具体实施方式

在处理中，信号可能经历各种类的噪声。这些种类的噪声之一可以被称作信号所经历的衰减，其可以在频率损耗响应方面加以描述。频率响应可以由具有多个极点和/或零点的传递函数定义。理想地，分量可以提供对信号的频率损耗响应的相反数，以便去嵌入信号的处理的影响。然而，DUT可能包括无限数目的潜在衰减响应（例如，基于链路损耗、指定信号标准的带宽约束等）。

所公开的主题的示例包括被配置成采用噪声滤波器的测试和测量系统，该噪声滤波器可以将近似的频率损耗响应应用于信号的一个或多个频带，以便以与另一频带（例如，高频带）所经历的方式类似的方式有效地衰减该一个或多个频带（例如，低频带）。如本文所使用，参照频带的术语“高”和“低”意味着频带之间的相对差。换句话说，信号的高频带包括信号的较高频部分，而信号的较低频带包括信号的较低频部分。噪声滤波器可以被实现在示波器中和/或被实现在耦合到示波器或类似测试和测量设备的独立单元中。噪声滤波器包括复用器，该复用器将输入信号分离成多个频带（例如，高频带、一个或多个可选的中频带、低频带等）。频带被转发到对应的信道以用于独立处理各个频带。信道中的各种信道包含对应的衰减器。（一个或多个）衰减器被配置成在逐信道的基础上衰减频带，以匹配于另一频带所经历的衰减。例如，如果高频带经历由于例如DUT链路所致的衰减，则低频带可以包括对低频带进行衰减以匹配于高频带所经历的衰减的衰减器。这可以使输入信号的整个频率范围能够以类似方式衰减。尽管本公开可以同样好地适用于经历由于处理所致的衰减的任何信号频带，但为了易于描述，制定了本文的示例，使得高频带是经历如典型情况那样的衰减的频带。相应地，衰减器可以相对于高频带对低频带进行扩缩，以减轻高频带中包括的信号的部分所经历的信号损耗的影响。控制器也可以被包括以控制由衰减器提供的衰减的量。延迟电路可以被定位在高频信道中以计及可变衰减器所导致的延迟。延迟电路被配置成匹配（一个或多个）可变衰减器所导致的延迟，以减轻信号扭曲（例如，减轻不同信号路径速度所导致的信号失配）。延迟电路可以是固定的，或者可以由控制器控制以在时间上将高频带与（一个或多个）经衰减的频带对准。频带可以被转发到示波器作为用于测试的多个信道上的各个频带。在其他方面中，频带可以在被转发到示波器之前由组合器重新组合。系统提供DUT/DUT链路的频率响应的粗近似。进一步地，系统是无源的且不采用用于衰减补偿的放大器，这将在放大期间添加噪声。因此，系统是可调谐的，且可以通过有助于补偿信号的衰减来与有源形式的衰减补偿相比减小向信号添加的噪声。可以基于散射（S）参数来确定针对对应频带而采用的衰减。还可以通过分别在每一个可能的衰减器设置处获取每一个频带且在示波器处选择提供最高信噪比（SNR）的设置来确定要采用的衰减。

图1是根据本公开的各种方面的包括噪声滤波器120的示例测试和测量系统100的框图。系统100包括耦合到噪声滤波器120的DUT 110，噪声滤波器120将信号输出到示波器（诸如，下图2中所示的示波器230）以用于测试且显示给用户。噪声滤波器120可以是例如无源连续时间线性均衡器（CTLE）滤波器。

DUT 110可以是被配置成经由电信号进行通信的任何信号源。例如，DUT 110可以包括被配置成在导电介质上发射信号的发射器。在一些情况下，DUT 110是被设计成将信号发射到对应接收器（未示出）的设备。DUT 110可以经由噪声滤波器120耦合到示波器，以用于测试目的（例如，当DUT 110被认为参与发射错误信号时）和/或用于验证新设计的DUT110的信令准确度。DUT 110经由DUT链路113连接到噪声滤波器120。DUT链路113可以是或包括能够将信号从DUT 110传送到噪声滤波器120的任何导电介质。例如，DUT链路113可以采用导电导线、信号探针、居间测试设备等。在许多情况下，DUT链路113可以是输入信号161的衰减的一个理由。衰减可以被视为在经过介质的同时信号的幅度的逐渐损耗。附加地，衰减跨信号的频率范围不均匀。由此，衰减可能影响频率的一个范围多于另一个范围。以该方式，衰减可以被称作频率特定的。例如，信号的高频部分（例如，超过100兆赫兹（MHz）的频率）可能比信号的较低频部分（例如，小于100MHz的频率）遭受更大衰减。输入信号161可以是来自DUT 110的任何电测试信号。输入信号161可以是例如模拟信号。

噪声滤波器120可以被配置成通过下述操作来计及这种衰减：对信号的未受制于该衰减的那些部分进行衰减。噪声滤波器120包含输入端口121。输入端口121可以是被配置成接收输入信号的任何电部件，诸如例如用于接收信号探针的插头。输入端口121然后可以将输入信号161转发到复用器122。如本文所使用，复用器指代能够将信号拆分成多于一个频带的多频带拆分器。

如所描绘的那样，复用器122耦合到输入端口121。复用器122是实现频域复用的无源设备。复用器122可以将具有宽频率范围的信号（诸如，输入信号161）转换成具有不同频率范围的两个或更多个信号频带。在一些实例中，频率范围可以是互斥的。将信号转换成两个频带的复用器122可以被称作双工器，将信号转换成三个频带的复用器可以被称作三工器等。例如，复用器122被配置成将输入信号分离成包括高频带和低频带的多个频带。然后可以分别沿高频信道131和低频信道132转发高频带和低频带。高频信号频带采用与低频信号频带不同的频率界限。复用器122可以被配置有可调整的穿越频率（cross-overfrequency），或者可以被实现有固定的穿越频率。具有高于穿越频率的频率的信号频带被转发到高频信道131，并且具有低于穿越频率的频率的信号频带被转发到低频信道132。相应地，分别地，高频带是输入信号161的包含具有高于复用器122穿越频率的频率的波形的频带，并且低频带是输入信号161的包含具有低于复用器122穿越频率的频率的波形的频带。复用器122可以由诸如集总元件、传输线短线、具有可变穿越的钇铁榴石（YIG）、行波滤波器或其他电路之类的各种电路实现。穿越可以仅仅例如被标称地设置在大约-6分贝（dB）处。作为每一个频带中的频率的函数的量值水平可以在大约0dB处标称地平坦，且在频带的结尾处降低到穿越频率处的大约-6dB。

低频信道132包含可变衰减器125。例如为了区别于如下面讨论的中频带可变衰减器，低频信道132中的可变衰减器125可以被称作低频带可变衰减器。可变衰减器125是被配置成例如基于来自控制器127的控制信号可控制地衰减信号的任何部件。低频带可变衰减器125可以耦合到复用器122，以相对于高频带（例如，处于高频信道131中）可调整地衰减低频带（例如，处于低频信道132中），以便减轻与DUT链路113相关联的输入信号161中的衰减。换言之，可变衰减器125可以减小低频带的强度以匹配于DUT链路113所导致的高频带中的强度的任何损耗。

高频信道131传导高频带。噪声滤波器120被设计成衰减低频带以匹配于例如由DUT链路113的部件导致的高频带中的衰减。由此，高频带可能不被进一步衰减。由此，高频信道131可能不包括可变衰减器。应当注意，这不阻止在针对特定应用而期望时在高频信道131中包括衰减器。然而，低频带可变衰减器125可能导致低频带中的一些信号延迟。相应地，延迟电路123可以被定位在高频信道131中。延迟电路123可以被配置成在重新组合成单个测试信号之前在时间上将高频带与低频带对准。换言之，延迟电路123匹配可变衰减器125的延迟以防止信号扭曲（例如，确保经复用的频带的对应部分同时到达组合器128）。延迟可以是固定的，或者延迟可以是可变的以允许在延迟的数字信号处理器（DSP）校正（例如，在示波器中）之前校准到尽可能接近于时间匹配的值。例如，延迟电路可以包括指定长度的线缆和/或带线，使得高频带的群组延迟等于低频带（例如，和/或任何（一个或多个）中频带）的延迟。应当注意，精确地匹配于频带群组延迟可能不是必要条件。例如，可以出于计算校正滤波器的目的而采用系统的S参数，以在信号被重构（例如，在组合器128处和/或在示波器处）之后校正所有频带中的频率的相位和量值二者。

如所描绘的那样，噪声滤波器120还可以包括耦合到低频信道132和高频信道131的组合器128。组合器128是包含用于将多个信号组合在一起以作出原始输入信号161的版本的电路但具有相对于高频而衰减的低频的任何设备。具体地，组合器128被配置成将该多个频带重新组合成单个测试信号以供测试和测量仪器（诸如示波器）采样。组合器128接收已被衰减以匹配于高频带的低频带。组合器128还接收了例如被DUT链路113衰减且已被延迟以在时间上匹配于低频带的高频带。通过对频带进行组合，生成基于输入信号161的测试信号162。测试信号162基本上类似于输入信号161，但DUT链路113所导致的衰减已经是基本上分散的。然后可以如出于采样目的（例如，为了校正由噪声滤波器120和DUT链路113进行的衰减）而期望的那样在示波器处放大测试信号162。噪声滤波器120还包括被配置成与测试和测量设备（诸如例如，示波器）耦合的输出端口129。在一些实例中，可变衰减器还可以被配置成考虑噪声滤波器与测试和测量设备之间的链路。在输出端口129上转发测试信号162以用于经由示波器或其他测试和测量系统而采样、获取和/或显示给用户。

噪声滤波器120还可以包括控制器127。控制器127可以耦合到复用器122、延迟电路123和低频带可变衰减器125。控制器127通信线路被描绘为虚线以指示控制命令的流动，而采用实线以指示信号数据的流动。控制器可以是被配置成控制噪声滤波器120中的部件的任何设备。例如，控制器127可以包括处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、DSP等中的一个或多个。控制器127被配置成执行来自存储器（诸如存储器126）的指令和/或实现本文讨论的任何方法（诸如，如下面详细描述的方法700）。控制器127可以从外部控制器（例如，从示波器中的控制器）接收命令。控制器127还可以经由用户界面从用户接收命令。控制器127通过发射用于实现如本文讨论的噪声滤波器120功能的对应命令来控制噪声滤波器120的部件。例如，控制器127可以基于输入信号161的特性（例如，如示波器所确定且如外部控制器所命令）来选择针对低频带可变衰减器125的设置。作为具体示例，控制器127可以根据测试信号162的采样（例如，在示波器处接收和测试）来选择针对低频带可变衰减器125的衰减。这种采样可以是在多个低频带可变衰减器125设置处取得的。衰减可以被选择为具有针对测试信号162的最高信噪比的低频带可变衰减器125设置。在其他实例中，可以实现各种控制系统方法，以改进信噪比（例如，调整衰减设置和/或穿越设置）直到信噪比开始减小为止且然后将设置拨回以实现先前最高的信噪比。

在一些实例中，控制器127可以控制信道中的开关，以允许仅高频带通过和/或仅低频带通过。控制器127可以允许仅高频带通过以用于采样。控制器127然后可以允许仅低频带通过，且可以迭代地应用低频带可变衰减器125设置。示波器可以指示导致最高信噪比的衰减器设置。控制器127然后可以选择所指示的衰减器设置。控制器127还可以控制复用器122选择高频带与低频带之间的穿越频率。控制器127还可以控制延迟电路123调整延迟且因而控制信号扭曲的移除。控制器127还可以采用用于将S参数集从外部系统转移到存储器126中的命令。控制器127还可以采用用于将用于（一个或多个）当前衰减器设置的S参数从存储器126转移回到示波器中的外部控制器的命令。

在一些实施例中，噪声滤波器120可以被配置成采用串行数据链路分析（SDLA）。SDLA去嵌入下述影响：测试来自测试信号162的分量以提供从DUT获得的信号的更准确表示。SDLA采用S参数以确定要对测试信号162作出的信号修改，以便去嵌入对应分量。噪声滤波器120可以包括用于存储S参数的存储器126。存储器126还可以充当用于存储用于控制器126的指令的非瞬变介质。在一些示例中，控制器127可以基于S参数来选择针对低频带可变衰减器125的衰减。在一些示例中，存储器126可以是用于存储针对输入端口121和输出端口129的S参数的非易失性存储器。进一步地，S参数的集合可以对于衰减器125设置的每一个可能组合而言可用。外部系统可以在制造期间测量针对每一个衰减器125的S参数，且然后将这种S参数存储在非易失性存储器中。在使用期间，外部控制器（例如，处于示波器中）可以经由控制器127将衰减器125设置成期望的或所请求的设置。外部控制器然后可以针对对应设置而从存储器126读取S参数。存储器126还可以包括诸如模型和序列号之类的其他信息。其他校准数据也可以被存储在存储器126中，诸如温度相关比例因子。

应当注意，当采用两个频带时，将可变衰减器125应用于低频带；当采用三个或更多个频带时，可以将可变衰减器应用于低频带和中频带等。衰减器可以不被放置在高频带中，除非针对特定应用而期望。在这种情况下，噪声滤波器120可以进一步或可替换地包括高频信道131中的高频带可变衰减器，其耦合到复用器122以可调整地衰减高频带。

进一步地，本公开的可替换配置可以省略控制器127以有利于手动调整的衰减器。在这种情况下，针对（一个或多个）衰减器的每一个设置的关联S参数由用户管理。在一些情况下，（一个或多个）衰减器可以采用固定步长，例如1dB步长。该方法可以支持维持可管理数目的S参数数据集，同时仍满足当在噪声减小系统中使用时优化信噪比的目标。

如上所描述，噪声滤波器120实现对频带进行拆分且然后采用可变衰减器125以相对于高频带的水平控制低频带的水平的机制。在一些实施例中，噪声滤波器120可以通过提供高频相对于低频的增强来提供任何衰减损耗的近似。这可以是结合下述系统而采用的：该系统在测试信号162由示波器获取之后在数字信号处理器（DSP）中应用反噪声滤波器。噪声滤波器120减小由示波器信道添加的噪声，而不影响来自DUT 110的原始输入信号161中包括的信号噪声。这可以是至少部分地通过实现跨信号频率的均匀或基本上均匀的衰减来完成的。

图2是包括不采用组合器的耦合到示波器230的噪声滤波器220的示例测试和测量系统200的框图。噪声滤波器220基本上类似于噪声滤波器120。噪声滤波器220包括用于从DUT接收输入信号261的输入端口221、复用器222、延迟电路223、可变衰减器225、控制器227和存储器226，其可以基本上分别类似于输入端口121、输入信号161、复用器122、延迟电路123、可变衰减器125、控制器127和存储器126。不像噪声滤波器120，噪声滤波器220不包含组合器。由此，作为分离的信号而转发高频带和低频带二者。噪声滤波器220进一步包括用于将该多个频带输出到示波器230的多个输出端口229。输出端口229基本上类似于输出端口129，但针对每一个频带而采用输出端口229，而不是针对组合的测试信号而采用单个端口。由此，示波器230在分离的信道上接收高频带和低频带二者以及任何中间频带以供示波器分离地处理。

示波器230是被配置成执行下述操作的测试和测量设备：对一个或多个测试信号进行采样并将与测试信号相对应的波形和/或样本数据显示给用户以用于测试和/或分析目的。示波器230可以包含放大器、时钟恢复电路、模数（A/D）转换器和/或其他调节电路、存储器、处理器/控制器、用户控制器、显示器和/或用于传送数据的端口。例如，示波器230可以接收高频带和低频带，将频带转换成波形，并将用于每一个频带的波形显示给终端用户。如果在系统100中采用，则示波器230可以在组合的测试信号162上执行类似功能。如所示的那样，示波器230可以向控制器227传送用于如期望的那样控制噪声滤波器220硬件的命令，例如，通过在示波器230中采用外部控制器以将命令发送到控制器227。

图3是包括采用低频带、中频带和高频带的噪声滤波器320的测试和测量系统300的示例的框图。噪声滤波器320基本上类似于噪声滤波器120。噪声滤波器320包括用于从DUT接收输入信号361的输入端口321、复用器322、高频信道331中的延迟电路323、低频信道332中的低频带可变衰减器325、组合器328、输出端口329、控制器327和存储器326，其可以基本上分别类似于输入端口121、输入信号161、复用器122、延迟电路123、高频信道131、可变衰减器125、低频信道132、组合器128、输出端口129、控制器127和存储器126。

噪声滤波器320还包括中频带可变衰减器324，其被定位在中频信道333中，它们分别类似于低频带可变衰减器325和低频信道332。复用器322被配置有两个可调整穿越频率。低于第一穿越频率的频率被转发到低频信道332和低频带可变衰减器325。第一穿越频率与第二穿越频率之间的频率被转发到中频信道333和中频带可变衰减器324。高于第二穿越频率的频率被转发到高频信道331和延迟电路323。相应地，噪声滤波器320采用包括低频带、中频带和高频带的多个频带。中频带可变衰减器324耦合到复用器322，且被配置成相对于高频带可调整地衰减中频带以减轻输入信号361中的频率特定信号损耗。进一步地，控制器327耦合到中频带可变衰减器324。控制器327还可以基于输入信号361的特性来选择针对中频带可变衰减器324的衰减。这种选择可以是以与针对低频带可变衰减器325的衰减的选择（例如，如关于图1中的可变衰减器125讨论的那样）类似的方式执行的。

通过采用三个频带，噪声滤波器320可以以更复杂的硬件配置为代价更准确地近似DUT/DUT链路的频率响应。还应当注意，可以通过包括复用器322中的附加穿越频率、附加可变衰减器和与组合器328的附加开关/连接来如期望的那样添加附加频率信道。还应当注意，在一些示例中，除中频可变衰减器324外或代替中频可变衰减器324，还可以将延迟电路包括在中频带中。取决于期望的配置，可以包括附加的类似配置的中频带。

图4是包括采用低频信道432、中频信道433和高频信道431而不采用组合器的噪声滤波器420滤波器的测试和测量系统400的示例的框图。噪声滤波器420可以基本上类似于噪声滤波器320。噪声滤波器420包括用于从DUT接收输入信号461的输入端口421、复用器422、高频信道431中的延迟电路423、中频信道433中的中频带可变衰减器424、低频信道432中的低频带可变衰减器425、控制器427和存储器426，其可以基本上分别类似于输入端口321、输入信号361、复用器322、延迟电路323、高频信道331、中频带可变衰减器324、中频信道333、低频带可变衰减器325、低频信道332、控制器327和存储器326。像噪声滤波器220那样，噪声滤波器420不包含组合器。因而，频率信道431、432和433直接耦合到输出端口429，输出端口429基本上类似于噪声滤波器220的输出端口229。相应地，噪声滤波器420经由输出端口429将三个频带直接输出到示波器以用于处理、获取和/或显示。与噪声滤波器320一样，噪声滤波器420可以被修改成通过向复用器422添加附加可变衰减器且添加附加穿越频率来如期望的那样添加附加频率信道。

图5是包括在示波器530中实现的噪声滤波器的示例测试和测量系统500的框图。系统500基本上类似于示波器230内所包含的噪声滤波器120。示波器530包括用于从DUT接收输入信号561的输入端口521、复用器522、延迟电路523、可变衰减器525、组合器528、控制器527和存储器526，其可以基本上分别类似于输入端口121、复用器122、延迟电路123、可变衰减器125、组合器128、控制器127和存储器126。

如所描绘的那样，示波器530还包括可选的旁路信道535。旁路信道535可由控制器527控制，以允许输入信号561基于用户输入或其他控制输入来如期望的那样设旁路绕过噪声滤波器电路。当噪声滤波器电路可能不提供益处时（例如，当输入信号561来自无损信道时），旁路信道535可以是有益的。例如，将噪声滤波器应用于无损信号可能导致衰减过冲，这可能减小最终信噪比而不是如期望的那样增大它。由噪声滤波器提供的益处可以取决于输入信号561的信号谱形状。由此，当未提供益处时，可以设旁路绕过噪声滤波器电路，并且当提供了益处时，可以切入噪声滤波器电路。

示波器530还包括模数（A/D）转换器541和波形存储器543。A/D转换器531沿针对组合信号的信号信道而定位，且被配置成将来自组合器的测试信号从模拟信号转换成作为模拟信号的数字表示的数字信号。例如，A/D转换器可以包括在离散时刻处对模拟信号进行采样的采样器。样本然后被存储在波形存储器543中。然后可以采用来自波形存储器543的样本以在显示器上描绘与输入信号561相对应的波形。相应地，A/D转换器541被配置成将来自模拟域的模拟信号转换成数字域中的数字信号以用于存储在波形存储器543中。应当注意，示波器530可以包含用于去嵌入、信号调节、用户控制等的附加部件，为了简洁而未讨论这些附加部件，但本领域技术人员理解这些附加部件。还应当注意，还可以采用附加旁路电路以切出组合器528，以便允许如期望的那样分别对每一个频带进行采样。

图6是包括在示波器630中实现且采用低频信道632、中频信道633和高频信道631的噪声滤波器的示例测试和测量系统600的框图。系统600基本上类似于示波器230内所包含的噪声滤波器320。示波器630包括用于从DUT接收输入信号661的输入端口621、复用器622、高频信道631中的延迟电路623、中频信道633中的中频带可变衰减器624、低频信道632中的低频带可变衰减器625、组合器628、控制器627和存储器626，其可以基本上分别类似于输入端口321、输入信号361、复用器322、延迟电路323、高频信道331、中频带可变衰减器324、中频信道333、低频带可变衰减器325、低频信道332、组合器328、控制器327和存储器326。示波器630还包括A/D转换器641和波形存储器643，其可以基本上分别类似于A/D转换器541和波形存储器543。由此，示波器630将输入信号661拆分成三个频带，对低频带和中频带进行衰减以减轻频率特定衰减，将信号组合成测试信号，并在A/D转换器641处对测试信号进行采样以用于存储在波形存储器643处。然后可以采用来自波形存储器643的样本以在显示器上描绘与输入信号661相对应的波形。如上面关于噪声滤波器320和420讨论的那样，示波器630可以通过在复用器622中添加附加可变衰减器和穿越频率来如期望的那样包括附加频率信道。应当注意，示波器630可以包含用于去嵌入、信号调节、用户控制等的附加部件，为了简洁而未讨论这些附加部件，但本领域技术人员理解这些附加部件。还应当注意，还可以采用附加旁路电路以切出组合器628，以便允许如期望的那样分别对每一个频带进行采样。

图7是用于采用噪声滤波器以减轻频率特定信号损耗的示例方法700的流程图。例如，方法700可以由噪声滤波器120、220、320、420、外部示波器、示波器530、示波器630和/或其组合来实现。方法700还可以被实现为存储在存储器中且由噪声滤波器和/或示波器中的控制器执行的指令。

在框701处，在噪声滤波器的输入端口处和/或在示波器中所包含的噪声滤波器的输入端口处接收输入信号。在框703处，将输入信号分离成多个频带，例如经由复用器。取决于示例，该多个频带可以包括高频带、一个或多个中频带、和/或低频带。

在可选框705处，可以将测试信号的采样转发到测试仪器。该采样可以在多个低频带可变衰减器设置处和/或在多个中频带可变衰减器设置处基于输入信号。换言之，可以将高频带样本转发到测试仪器。还可以针对每一个可能的中频带可变衰减器设置将中频带样本转发到测试仪器。还可以针对每一个可能的低频带可变衰减器设置将低频带样本转发到测试仪器。

在可选框707处，可以选择导致针对测试信号的最高信噪比的低频带可变衰减器设置和/或中频带可变衰减器设置。应当注意，在一些示例中，可以利用基于S参数和/或直接用户控制对低频带可变衰减器设置进行选择的过程来替换可选框705和707。

在框709处，相对于高频带可调整地衰减低频带和/或中频带，以减轻输入信号中的频率特定信号损耗。例如，该衰减可以由分别处于低频信道和/或中频信道中的低频带可变衰减器和/或中频带可变衰减器完成。

在框711处，可以基于低频带可变衰减器和/或中频带可变衰减器的延迟来延迟高频带，以在时间上将该多个频带对准（例如，以校正扭曲）。

图8是示例双频带噪声滤波器频率响应的曲线图800，例如，如噪声滤波器120、220和/或示波器530所提供。曲线图800以吉赫兹（GHz）为单位在水平轴中描绘了频率且以分贝（dB）为单位在垂直轴中描绘了信号量值。曲线图800描绘了从DUT接收到的输入信号810。在该示例中，输入信号810是五十吉比特每秒（Gb/s）脉冲幅度调制版本4（PAM4）信号。曲线图800还描绘了分别与高频信道和低频信道相对应的高频带801频率响应和低频带802频率响应。进一步地，曲线图800描绘了示例穿越频率811。如所示的那样，低频带802响应允许低于穿越频率811的输入信号810在不修改的情况下通过低频信道到衰减器，同时衰减该信号的具有高于穿越频率811的频率的部分。同样地，高频带801响应允许高于穿越频率811的输入信号810在不修改的情况下通过低频信道到衰减器，同时显著地衰减该信号的具有低于穿越频率811的频率的部分。

还应当注意，高频带801的频率响应在高频处平坦，而低频带802的频率响应在低频处平坦。带宽上的平坦频带供应了与具有跨频带倾斜的响应相比更大量的噪声减小。当与示波器数字化器输出后的反噪声滤波器一起使用时，示波器所添加的总噪声在对噪声滤波器频率响应进行去嵌入时减小更大的总体量。

图9是示例三频带噪声滤波器频率响应的曲线图900，例如，如噪声滤波器320、420和/或示波器630所提供。曲线图900以吉赫兹（GHz）为单位在水平轴中描绘了频率且以分贝（dB）为单位在垂直轴中描绘了信号量值。曲线图900描绘了从DUT接收到的输入信号910。在该示例中，输入信号910是伪随机二进制序列（PRBS）信号。曲线图900还描绘了分别与高频信道和低频信道相对应的高频带901频率响应、中频带903频率响应和低频带902频率响应。与曲线图800一样，每一个频带如对应的穿越频率所界定的那样维持相对平坦的响应，且在该对应的穿越频率外衰减。这种平坦响应在对应的示波器处提供显著的噪声减小。

本公开的示例可以在特别地创建的硬件上、在固件、数字信号处理器上或者在包括根据所编程的指令进行操作的处理器的特殊编程的计算机上操作。如本文使用的术语“控制器”或“处理器”意图包括微处理器、微型计算机、ASIC和专用硬件控制器。本公开的一个或多个方面可以体现在计算机可使用数据和计算机可执行指令中，诸如体现在由一个或多个计算机（包括监视模块）或者其他设备执行的一个或多个程序模块中。一般地，程序模块包括在由计算机或其他设备中的处理器执行时执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。计算机可执行指令可以存储在诸如硬盘、光盘、可移除储存介质、固态存储器、RAM等之类的计算机可读介质上。如本领域技术人员将领会的那样，可以如各种示例中期望的那样组合或分发程序模块的功能。附加地，功能可以整体地或部分地以固件或硬件等同物（诸如集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）等等）体现。可以使用特定数据结构以更有效地实现本公开的一个或多个方面，并且在本文描述的计算机可执行指令和计算机可使用数据的范围内想到这种数据结构。

本公开的方面在各种修改的情况下且以可替换形式操作。已经在附图中作为示例而示出且下文中详细描述了具体方面。然而，应当注意，本文公开的示例是出于讨论清楚的目的而呈现的，而不意图将所公开的一般构思的范围限于本文描述的具体示例，除非明确加以限制。由此，本公开意图按照附图和权利要求覆盖所描述的方面的所有修改、等同方案和可替换方案。

说明书中对实施例、方面、示例等的引用指示所描述的项目可以包括特定特征、结构或特性。然而，每个所公开的方面可以或可以不必然包括该特定特征、结构或特性。此外，这种短语不必然指代相同方面，除非具体指出。进一步地，当结合特定方面描述了特定特征、结构或特性时，可以结合另一所公开的方面采用这种特征、结构或特性，不论是否结合这种另一所公开的方面显式地描述这种特征。

在一些情况下，可以以硬件、固件、软件或其任何组合实现所公开的方面。所公开的方面还可以被实现为由一个或多个计算机可读介质承载或者存储在一个或多个计算机可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。这种指令可以被称作计算机程序产品。如本文讨论的那样，计算机可读介质意指可由计算设备访问的任何介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机储存介质和通信介质。

计算机储存介质意指可以用于存储计算机可读信息的任何介质。作为示例而非限制，计算机储存介质可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器或其他存储器技术、致密盘只读存储器（CD-ROM）、数字视频盘（DVD）、或者其他光盘储存器、磁带盒、磁带、磁盘储存器或其他磁储存设备、以及在任何技术中实现的任何其他易失性或非易失性、可移除或不可移除介质。计算机储存介质排除了信号本身和瞬变形式的信号传输。

通信介质意指可以用于传送计算机可读信息的任何介质。作为示例而非限制，通信介质可以包括同轴线缆、光纤线缆、空气、或者适于传送电信号、光信号、射频（RF）信号、红外信号、声信号或其他类型的信号的任何其他介质。

示例

下面提供本文公开的技术的说明性示例。技术的实施例可以包括下面描述的示例中的任何一个或多个和任何组合。

示例1包括一种噪声滤波器，包括：输入端口，接收输入信号；复用器，耦合到所述输入端口，以将所述输入信号分离成包括高频带和低频带的多个频带；以及低频带可变衰减器，耦合到所述复用器，以相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带。

示例2包括示例1的噪声滤波器，进一步包括：组合器，将所述多个频带重新组合成单个测试信号，以供测试和测量仪器采样。

示例3包括示例1-2的噪声滤波器，进一步包括：控制器，耦合到所述低频带可变衰减器，所述控制器基于所述输入信号的特性来选择针对所述低频带可变衰减器的衰减。

示例4包括示例1-3的噪声滤波器，其中所述多个频带包括中频带，并且其中所述噪声滤波器进一步包括：中频带可变衰减器，耦合到所述复用器，以相对于所述高频带可调整地衰减所述中频带。

示例5包括示例4的噪声滤波器，其中所述控制器耦合到所述中频带可变衰减器，并且所述控制器进一步基于所述输入信号的特性来选择针对所述中频带可变衰减器的衰减。

示例6包括示例1-5的噪声滤波器，其中所述控制器根据在多个低频带可变衰减器设置处基于所述输入信号而对测试信号的所接收的采样来选择针对所述低频带可变衰减器的衰减，所述衰减被选择为具有针对所述测试信号的最高信噪比的低频带可变衰减器设置。

示例7包括示例1-6的噪声滤波器，进一步包括：存储器，存储散射（S）参数，其中所述控制器基于所述S参数来选择针对所述低频带可变衰减器的衰减。

示例8包括示例1-7的噪声滤波器，进一步包括：延迟电路，被定位在高频信道中，以在重新组合成单个测试信号之前在时间上将所述高频带与所述低频带对准。

示例9包括示例1-8的噪声滤波器，其中所述噪声滤波器被包含在示波器内。

示例10包括示例1-9的噪声滤波器，进一步包括：多个输出端口，将所述多个频带输出到示波器。

示例11包括示例1-10的噪声滤波器，进一步包括：高频带可变衰减器，耦合到所述复用器，以可调整地衰减所述高频带。

示例12包括一种方法，包括：在噪声滤波器的输入端口处接收输入信号；在所述噪声滤波器的复用器处将所述输入信号分离成包括高频带和低频带的多个频带；以及在所述噪声滤波器的低频带可变衰减器处相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带。

示例13包括示例12的方法，其中所述多个频带包括中频带，并且所述方法进一步包括：在所述噪声滤波器的中频带可变衰减器处相对于所述高频带可调整地衰减所述中频带。

示例14包括示例12-13的方法，其中相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带包括：接收在多个低频带可变衰减器设置处基于所述输入信号而对测试信号的采样；以及选择导致针对所述测试信号的最高信噪比的低频带可变衰减器设置。

示例15包括示例12-14的方法，其中相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带包括：基于散射（S）参数来选择低频带可变衰减器设置。

示例16包括示例12-15的方法，进一步包括：基于所述低频带可变衰减器的延迟来延迟所述高频带，以在时间上将所述多个频带对准。

示例17包括一种计算机可读储存介质，其上存储有指令，所述指令在被噪声滤波器的处理器执行时使所述噪声滤波器：在输入端口处接收输入信号；在复用器处将所述输入信号分离成包括高频带和低频带的多个频带；以及在低频带可变衰减器处相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带。

示例18包括示例17的计算机可读储存介质，其中所述多个频带包括中频带，并且其中所述指令进一步使所述噪声滤波器在中频带可变衰减器处相对于所述高频带可调整地衰减所述中频带。

示例19包括示例17-18的计算机可读储存介质，其中所述指令进一步使所述噪声滤波器：接收在多个低频带可变衰减器设置处基于所述输入信号而对测试信号的采样；以及选择导致针对所述测试信号的最高信噪比的低频带可变衰减器设置。

示例20包括示例17-19的计算机可读储存介质，其中所述指令进一步使所述噪声滤波器：在延迟电路处基于所述低频带可变衰减器的延迟来延迟所述高频带，以在时间上将所述多个频带对准。

所公开的主题的前述示例具有被描述或将对本领域技术人员来说显而易见的许多优势。即便如此，也不是所有这些优势或特征在所公开的设备、系统或方法的所有版本中都是必需的。

附加地，该书面描述对特定特征进行参考。应当理解，本说明书中的公开包括那些特定特征的所有可能组合。在特定方面或示例的上下文中公开特定特征的情况下，在可能的程度上，还可以在其他方面和示例的上下文中使用该特征。

而且，当在本申请中对具有两个或更多个所定义的步骤或操作的方法进行参考时，可以按任何次序或同时地实施所定义的步骤或操作，除非上下文排除了那样的可能性。

尽管已经出于说明的目的图示和描述了本公开的具体示例，但将理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以作出各种修改。相应地，除了受所附权利要求限制外，本公开不应受到限制。

Claims (20)

1.一种噪声滤波器，包括：

输入端口，接收模拟信号；

复用器，耦合到所述输入端口，以将所述模拟信号分离成包括高频带和低频带的多个频带，所述高频带包括所述模拟信号的较高频部分，所述低频带包括所述模拟信号的较低频部分；以及

低频带可变衰减器，耦合到所述复用器，以相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带，以便减轻所述高频带中的噪声。

2.如权利要求1所述的噪声滤波器，进一步包括：组合器，将所述多个频带重新组合成单个测试信号，以供测试和测量仪器采样。

3.如权利要求1所述的噪声滤波器，进一步包括：控制器，耦合到所述低频带可变衰减器，所述控制器基于所述模拟信号的特性来选择针对所述低频带可变衰减器的衰减。

4.如权利要求3所述的噪声滤波器，其中所述多个频带包括中频带，所述中频带包括所述模拟信号的处于所述信号的所述较高频部分和所述较低频部分之间的频率部分，并且其中所述噪声滤波器进一步包括：中频带可变衰减器，耦合到所述复用器，以相对于所述高频带可调整地衰减所述中频带，以便减轻所述模拟信号中的噪声。

5.如权利要求4所述的噪声滤波器，其中所述控制器耦合到所述中频带可变衰减器，并且所述控制器进一步基于所述模拟信号的特性来选择针对所述中频带可变衰减器的衰减。

6.如权利要求3所述的噪声滤波器，其中所述控制器根据基于所述模拟信号而对测试信号的所接收的采样来选择针对所述低频带可变衰减器的衰减设置，以增大针对从所述测试信号产生的数字信号的信噪比。

7.如权利要求3所述的噪声滤波器，进一步包括：存储器，存储散射（S）参数，其中所述控制器基于所述S参数来选择针对所述低频带可变衰减器的衰减。

8.如权利要求1所述的噪声滤波器，进一步包括：延迟电路，被应用于所述高频带，以在所述低频带可变衰减器之后在时间上将所述高频带与所述低频带对准。

9.如权利要求1所述的噪声滤波器，其中所述噪声滤波器被包含在示波器内。

10.如权利要求1所述的噪声滤波器，进一步包括：多个输出端口，将所述多个频带输出到示波器。

11.如权利要求1所述的噪声滤波器，进一步包括：高频带可变衰减器，耦合到所述复用器，以可调整地衰减所述高频带。

12.一种方法，包括：

在噪声滤波器的输入端口处接收模拟信号；

在所述噪声滤波器的复用器处将所述模拟信号分离成包括高频带和低频带的多个频带；以及

在所述噪声滤波器的低频带可变衰减器处相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带，以减轻所述模拟信号中的信号损耗。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述多个频带包括中频带，并且所述方法进一步包括：在所述噪声滤波器的中频带可变衰减器处相对于所述高频带可调整地衰减所述中频带。

14.如权利要求12所述的方法，其中相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带包括：

接收在多个低频带可变衰减器设置处基于所述模拟信号而对测试信号的采样；以及

选择导致针对所述测试信号的最高信噪比的低频带可变衰减器设置。

15.如权利要求12所述的方法，其中相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带包括：基于散射（S）参数来选择低频带可变衰减器设置。

16.如权利要求12所述的方法，进一步包括：基于所述低频带可变衰减器的延迟来延迟所述高频带，以在时间上将所述多个频带对准。

17.一种计算机可读储存介质，其上存储有指令，所述指令在被噪声滤波器的处理器执行时使所述噪声滤波器：

将所述模拟信号分离成包括高频带和低频带的多个频带；以及

相对于所述高频带可调整地衰减所述低频带，以减轻输入信号中的噪声。

18.如权利要求17所述的计算机可读储存介质，其中所述多个频带包括中频带，并且其中所述指令进一步使所述噪声滤波器相对于所述高频带可调整地衰减所述中频带。

19.如权利要求17所述的计算机可读储存介质，其中所述指令进一步使所述噪声滤波器：

接收在多个低频带可变衰减器设置处基于所述模拟信号而对测试信号的采样；以及

选择导致针对所述测试信号的最高信噪比的低频带可变衰减器设置。

20.如权利要求17所述的计算机可读储存介质，其中所述指令进一步使所述噪声滤波器：基于所述低频带可变衰减器的延迟来延迟所述高频带，以在时间上将所述多个频带对准。