CN108370258A - 校准串行互连 - Google Patents

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Abstract

一种用于对串行互连系统进行校准的方法，所述串行互连系统具有第一节点、第二节点、通过所述串行互连系统电气串联连接的校准节点以及与串联连接的校准节点相对应的连接节点，所述连接节点通过所述串行互连系统电气串联连接，所述方法包括以下步骤：针对各所述校准节点进行涉及以下操作的测量过程：将相应参考信号注入到该校准节点中，以及在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；根据针对所述校准节点的所测量到的相位差，计算针对各所述校准节点的相位校正值；以及将针对各所述校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的连接节点。

Description

校准串行互连
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年9月10日提交的美国临时申请62/216,592的权益，其全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明的实施例通常涉及信号分发网络，其中这些信号分发网络可以用在诸如用于模拟相控阵的本地振荡器(LO)分发、用于数字相控阵的采样时钟分发或者用于数字集成电路的时钟分发等的应用中。
背景技术
单独的系统模块之间的串行互连提供了这些模块之间的最简单的通信网路。由于其简单性，在实践中出于成本和可靠性原因因而使用这种网络。通常，系统模块可以是如单个无源组件那样简单、或者如锁相环(PLL)、整个无线电广播设备、天线相控阵或一些其它复杂电路那样复杂的任何子系统。串行互连使用具有一维信号传播性质的传输介质，诸如电缆、光纤、带状线、微带线、共面线、无线窄波束等。串行地连接的系统模块通常根据协议附接至该传输介质并且接收或发射信号。例如，简单的协议涉及从一个模块向所有其它模块分发信号。更加复杂的协议可能涉及从一个模块向任何其它模块或模块组发射和接收信号这两者。
在许多应用中，精确地知晓信号在串行互连上从一个模块向另一模块传播时所经历的时间延迟，这很重要。例如，如果在包含许多无线电模块的相控阵上串行地分发LO(本地振荡器)或采样信号，则对由于传播延迟而在各无线电模块处接收到的信号之间的相位差进行校正，这很重要。在没有进行该校正(还称为“相位校准”)的情况下，由于相控阵的特有操作依赖于所有无线电处的信号的精确全局相位对准，因此相控阵的适当功能将会受到损害。
同样，在不仅时间延迟或相位偏移而且信号振幅也由于传输而改变的一些应用中，必须对损耗或其它影响进行校正。例如，2013年12月17日提交的美国专利8,611,959(其全部内容通过引用包含于此)所描述的有源阵列中的中频(IF)线除存在相位偏移外，还存在实际损耗。需要补偿这些损耗以校正系统操作。该振幅校正还被称为“振幅校准”。
在生产样品中，可以计算或者直接测量由于串行互连上的信号输送而产生相位偏移的时间延迟以及振幅变化。然而，仅在串行互连的物理实现具有在制造之后可预测到期望精度的传输性质、并且不会随着操作条件(诸如温度和湿度等)的预期变化而不可预测地改变的情况下，这些方法才可用于相位/振幅校准。如果例如串行互连的传输性质经受超过期望精度的制造偏差，则任何生产前的计算和仿真或者生产样品的任何直接测量均不能正确地表示所生成的所有单位的传输性质。
同样，即使所有的生产单位在工厂的温度和湿度条件下都具有可预测的传输性质，这些性质也可能会随着现场操作条件而不可预测地改变得超过期望精度。在这种情况下，上述的用于识别串行互连的时间延迟和振幅变化的方法不能用于正确地补偿现场的时间延迟和振幅变化。
在需要串行互连的相位/振幅校准的情况下，通常做法是利用确保制造和操作条件下的可预测特性的材料和设计技术来制造串行互连。在大多数情况下，这会带来明显的成本损失。以作为大型电气系统(即，与工作频率的波长相比物理尺寸大的系统)的相控阵为例。如果诸如LO(本地振荡器)信号等的高频信号在串行互连上通过相控阵传播，则会发生非常大的相位偏差(例如，数千度)，然而这些偏差的补偿(相位校准)必须使这些偏差减小到仅几度。除非自然偏差可预测到这种水平的精度，否则这是无法实现的。为了制造具有这种精准特性的传输线，需要昂贵的材料(例如，电介质等)和高的制造公差(例如，线宽、厚度等)。
在2008年7月21日提交的美国专利8,259,884(其全部内容通过引用包含于此)中描述了用于设计具有固有相位校准的串行互连的低成本方法。在美国专利8,259,884中识别出的现有技术中也描述了达到相同效果的其它方法。在这些方法中，代替依赖于昂贵材料和制造公差，设计依赖于在匹配的传输线上传播的信号之间的相互补偿。这些方法还依赖于各种高精度模拟电路。在实践中，这些模拟电路对于设计而言是具有挑战性的，并且这些模拟电路由于需要同时以高速和高精度操作，因此难以从一个实现方式扩展或移植到另一实现方式。
发明内容
这里，公开了用于在不依赖于串行互连的可预测的传输特性的情况下对串行互连进行相位/振幅校准的新方法。不同于现有技术的方法，这些新方法当然也适合利用低成本的可扩展且便携的数字电路来代替模拟电路的实现。此外，这些新方法中的一些新方法不依赖于匹配的传输线。
为了清楚和简单，这些新概念是使用连续波(CW)信号、即包含单个频率或音的信号来介绍和描述的。然而，这些概念对于诸如通信系统中所使用的调制带通信号等的更复杂的信号有效。例如，一个特定频率处的相位校准通常在接近校准频率的频率范围内有效。
这里为了对串行互连进行校准所介绍的方法还可被视为用于以串行方式将相干的相位同步且振幅相等的信号分发至多个点的方法。该方法通过以下的说明将显而易见。
通常，在一个方面中，发明至少之一的特征在于：一种用于对串行互连系统进行校准的方法，所述串行互连系统具有：第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点通过所述串行互连系统电气串联连接，所述校准方法涉及：针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：将相应参考信号注入到该校准节点中，以及在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述方法还涉及：将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，测量注入到所述第一节点中的所述第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差，其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值还采用针对所述第一节点的所测量到的相位差和针对所述多个校准节点的所测量到的相位差。针对所述多个校准节点中的各校准节点，所述测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，并且所述方法还涉及：根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。所述方法还涉及：将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，测量所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述第一节点的所测量到的相位差和振幅比。
更多的其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个连接节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连，其中所述多个校准节点与所述多个校准节点相同。可选地，所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个校准节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连以及使所述多个连接节点串行互连的第二串行互连，其中所述第一串行互连和所述第二串行互连是分开的。
所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分和所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。可选地，所述串行互连系统还包括使所述第二节点和所述多个校准节点串行互连的第一串行互连、使所述第一节点和所述多个校准节点串行互连的第二串行互连、以及使所述多个连接节点串行互连的第三串行互连。所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分、所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分和所述第三串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。
本发明的更多其它实施例包括以下特征中的一个或多个特征。在针对所述多个校准节点中的任一个校准节点进行所述测量过程的同时，不向所述多个校准节点中的任何其它校准节点应用其它参考信号。所述多个连接节点与所述多个校准节点相同。针对所述多个校准节点的相应参考信号具有相同的频率。
通常，在另一方面中，发明至少之一的特征在于：一种用于对串行互连系统进行校准的方法，所述串行互连系统具有：输入节点；第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点也通过所述串行互连系统电气串联连接。所述校准方法涉及：针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：将相应参考信号注入到该校准节点中，以及在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述串行互连系统还包括输入节点，所述方法还涉及：将第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中；以及在正将所述第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中的同时，测量所述输入节点处的所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差，其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和针对所述多个校准节点的所测量到的相位差。针对所述多个校准节点中的各校准节点，所述测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，并且所述方法还涉及：根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。所述方法还涉及：将第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中；以及在正将所述第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中的同时，测量所述输入节点处的所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和振幅比。
更多的其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述串行互连系统还包括使所述第一节点和所述多个校准节点串行互连的第一串行互连、以及使所述输入节点和所述多个连接节点串行互连的第二串行互连。所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分和所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。
通常，在另一方面中，发明至少之一的特征在于：一种设备，包括：串行互连系统，其具有：第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点通过所述串行互连系统电气串联连接；相位检测器，其电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的相位差；多个以能够切换方式控制的信号源，各以能够切换方式控制的信号源连接至所述多个校准节点中的不同的相应校准节点；以及控制器系统。所述控制系统被编程为进行以下功能：针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：使用于该校准节点的以能够切换方式控制的信号源将相应参考信号注入到该校准节点中，以及在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述相位检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述设备还包括：以能够切换方式控制的第一信号源，其连接至所述第一节点，其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：使所述以能够切换方式控制的第一信号源将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，使所述相位检测器测量所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差，其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差。所述设备还包括：振幅检测器，所述振幅检测器电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的振幅比，其中，针对所述多个校准节点中的各校准节点，针对该校准节点的测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述振幅比检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，以及其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。
更多的其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述设备还包括：以能够切换方式控制的第一信号源，其连接至所述第一节点，其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：使所述以能够切换方式控制的第一信号源将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，使所述相位检测器和所述振幅比检测器测量所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和振幅比。
更多的其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个连接节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连，以及所述多个校准节点与所述多个校准节点相同。可选地，所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个校准节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连以及使所述多个连接节点串行互连的第二串行互连，其中所述第一串行互连和所述第二串行互连是分开的。所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分和所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。可选地，所述串行互连系统还包括使所述第二节点和所述多个校准节点串行互连的第一串行互连、使所述第二节点和所述多个校准节点串行互连的第二串行互连、以及使所述多个连接节点串行互连的第三串行互连。所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分、所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分和所述第三串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。所述控制器系统还被编程为使用于所述多个校准节点的所述以能够切换方式控制的信号源以一次针对一个校准节点的方式将相应参考信号注入到所述多个校准节点中。针对所述多个校准节点的相应参考信号具有相同的频率。
通常，在另一方面中，发明至少之一的特征在于：一种设备，包括：串行互连系统，其具有：输入节点；第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点也通过所述串行互连系统电气串联连接；相位检测器，其电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的相位差；多个开关，用于以能够切换的方式使所述多个连接节点中的各连接节点电气连接至所述多个校准节点中的不同的相应校准节点；以及控制器系统，其被编程为进行以下功能：针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：使用于该校准节点的开关将相应参考信号从相应连接节点注入到该校准节点中，以及在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述相位检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
其它实施例包括以下特征中的一个或多个。所述设备还包括振幅检测器，所述振幅检测器电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的振幅比，其中，针对所述多个校准节点中的各校准节点，针对该校准节点的测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述振幅检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，以及其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。所述串行互连系统还包括输入节点，所述设备还包括电气连接至所述输入节点的信号源。所述设备还包括第一开关，所述第一开关用于以能够切换的方式使所述输入节点电气连接至所述第一节点，以及所述控制系统还被编程为进行以下功能：使所述第一开关从所述输入节点向所述第一节点注入信号；以及在正从所述输入节点向所述第一节点注入信号的同时，使所述相位检测器和所述振幅检测器测量从所述输入节点注入到所述第一节点中的信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和振幅比。
在附图和以下的说明中阐述了本发明的一个或多个实施例的详情。通过说明书和附图以及通过权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将变得明显。
附图说明
图1示出用于串行分发网络的相位和振幅校准的第一方法的简化示意图。
图2示出可能的PD/MR检测器和控制器(CTR)的简化示意图。
图3示出用于串行分发网络的相位和振幅校准的第二方法的简化示意图。
图4示出用于串行分发网络的相位和振幅校准的第三方法的简化示意图。
图5示出用于串行分发网络的相位和振幅校准的第四方法的简化示意图。
图6是如本文所述的用于对串行互连进行校准的算法的流程图。
图7是可以使用本文所述的校准技术的模拟相控阵的图。
图8示出相控阵校准所用的用于对串行互连进行校准的方法。
具体实施方式
用于对串行互连进行校准的第一方法
将借助于图1所示的系统来说明第一相位/振幅校准方法，但应当理解，该方法的原理比图1所示的具体实现更为普遍。串行互连1a使两个端点X和Y与中间点A和B链接。向该系统提供输入信号的输入信号生成器2经由开关3在端点X处耦接至串行互连1a。如果开关3接通，则输入信号生成器2可以将信号经由串行互连1a发送至包括点X、A、B和Y的该串行链路上的多个点。
由输入信号生成器2在点X处应用的信号到达点A，其中与点X处的信号的相位相比存在相位差Φ1、并且振幅与点X处的信号的振幅的比为α1。在该信号向着端点Y进一步行进时，该信号到达点B，其中与点A处的相位相比存在相位差ΔΦ、并且振幅与点A处的振幅的比为α。最后，该信号到达端点Y，其中与点A处的信号的相位相比存在相位差Φ2、并且振幅与点A处的信号的振幅的比为α2。该校准方法的第一个目的是在不假设串行互连1a的传输特性在串行互连1a的全体或任何部分上可预测的情况下确定量Φ1、Φ2、ΔΦ、α1、α2和α。此外，假定耦接至点X、A、B和Y的任何信号源或电路均不能访问任何全局相位和振幅参考，因此无法确定信号在各节点处的相位和振幅与在其它节点处的相位和振幅如何相关。在使用串行连接的许多实际应用中均发生这些状况。
针对第一相位/振幅校准方法的附加假设是图1的系统中的工作频率在所有节点处均是已知的。这不是基本的或硬性的限制，因为(在开始相位/振幅校准处理之前)在该系统的初始化期间可以将工作频率在串行互连1a上从连接点X通信至包括A、B和Y的所有其它连接点。进行该操作的一个方式是通过在点A、B和Y处添加可调谐的频率参考(在图1中未示出)，其中这些频率参考在系统初始化期间将调整为输入信号生成器2的频率。这样，连接点A、B和Y获得并维持连接点X处的工作频率的知识。需要强调的是，尽管如所示将工作频率的知识从点X传送至点A、B和X是简单直接的，但在串行互连1a上发生的相位和振幅变化在应用本申请所描述的方法之前仍是未知的。
仅使用图1的系统中的两个中间点(A和B)就足以解释第一校准方法以及后面要介绍的其它校准方法。然而，即使根据需要添加尽可能多的中间点以适合任何特定应用，本文所述的该第一校准方法和其它校准方法也仍有效。在描述这些方法之后，该情况将变得更加明显。
串行互连1a可以是在两端处正确地终止的简单传输线、或者任何其它的无源或有源的串行连接。对于串行互连1a的一个要求是沿两个方向传播信号、而在端点处或在任何中间点处没有发生反射。另一要求是在中间点处将所注入的信号分割成具有已知的相对相位和振幅(例如，具有相同的相位和相同的振幅、或者具有已知的相位差和已知的振幅比)的沿相反方向发射的分量。换句话说，假定在中间点处注入串行互连1a的任何信号均被可预测地分割成沿相反方向向着端点行进的分量，其中这些分量在通过其它中间点时不会产生反射并且通过适当终止而在端点处被完全吸收。如果在这些端点其中之一处注入信号，则该信号将产生向着另一端点行进的单个分量。
图1的系统还包括子系统4，其中该子系统4耦接至串行互连1a的两个端点，并且能够检测这些端点处的信号之间的相位差和振幅比。由于该原因，子系统4被称为相位差/振幅比检测器或PD/MR检测器4。PD/MR检测器4将该PD/MR检测器4从串行互连1a的端点检测到的相位差和振幅比的值传递至控制器(CTR)10。CTR 10具有用于(例如，使用单独的数字地址)独立地接通和断开开关3以及(以可切换的方式控制的)信号源100、101和102的控制总线11。这些信号源100、101和102分别在连接点X、A和B处耦接至串行互连1a，并且被假定具有与输入信号生成器2的信号相同的工作频率、但具有无任何相互关系的任意相位和振幅。这些源向串行互连1a的耦接可以通过直接连接、通过电容耦合器、通过电感耦合器、或者通过任何其它的非定向信号耦合方法来进行。
此外，通过控制总线11，CTR 10可以独立地设置校准电路5的状态。各校准电路5分别在连接点A或B处耦接至串行互连1a，并且从该节点接收信号。校准电路5使所接收到的信号的相位偏移并使所接收到的信号的振幅缩放，并且在节点A1或B1处分别输出如此得到的信号。校准电路5的状态定义了校准电路5所进行的相位偏移和振幅缩放的量。典型的校准电路5是具有可编程的相位偏移或相位旋转器电路的可变增益放大器(VGA)的串行组合。
通常，PD/MR检测器4和CTR 10可以通过使用模拟电路、数字电路、混合信号电路并且可能地利用软件来以各种方式实现。在图2中示出优选实施例，其中在该优选实施例中：PD/MR检测器4具有两个模数转换器(ADC)41和数字处理器(DP)42；以及CTR是数字控制器(DCTR)12。DP 42和DCTR 12采用在数字信号处理器(DSP)20上运行的软件来实现。
两个模数转换器(ADC)41对从图1的串行互连1a的端点X和Y接收到的两个输入信号13进行数字化。在信号13的直接数字化不能实行(例如，信号频率对于所使用的ADC而言过高)的情况下。在数字化之前添加降频转换器(例如，混合器)(在图2中未示出并且假定包括在ADC块41中)。DP 42(例如，通过傅立叶变换或相似技术)从数字化后的两个信号中提取相位值和振幅值，并且进行相位相减和用于比计算的振幅相除。DCTR 12进行检测并补偿串行互连1a中的相位和振幅变化所需的顺序控制步骤和计算。接下来将说明这些控制步骤和计算，并且这些控制步骤和计算原则上对于PD/MR检测器4和CTR 10的任何其它实现均有效、而不是仅仅对于图2所示的示例实现有效。
如下所述进行图1的串行互连1a中的相位/振幅变化的检测。CTR 10首先断开图1中的开关3，从而阻止输入信号耦接至串行互连1a。然后，CTR 10开启信号源100，而信号源101和102关闭。PD/MR检测器4检测整体相位差PD0＝Φ1+Φ2和整体振幅比MR0＝α1*α2，并且将这些值传递至CTR 10，其中CTR 10存储这些值。以上关于PD0和MR0的等式简单地遵循在串行链路上相位相加并且增益(振幅比)相乘这一事实。此外，注意，值PD0和MR0独立于信号源100所产生的信号的绝对相位值和绝对振幅值。
接着，CTR 10关闭信号源100并且开启信号源101。假定源101的信号均等地分割成在串行互连1a上沿相反方向行进的分量，此时PD/MR检测器4检测到相位差PD1＝Φ1-Φ2和振幅比MR1＝α1/α2。这些等式遵循来自源101的信号的传播条件。再次地，PD/MR检测器4将这些值PD1和MR1传递至CTR 10，其中CTR 10存储这些值。与前述相同，这些值独立于信号源101所产生的信号的绝对相位值和绝对振幅值。基于现在可用的信息，CTR 10可以计算四个量Φ1、Φ2、α1和α2作为针对具有四个未知量的四个等式(用于相位差Φ1和Φ2的两个等式和用于振幅比α1和α2的两个等式)的简单系统的解。该解为Φ1＝(1/2)*(PD0+PD1)、Φ2＝(1/2)*(PD0-PD1)、α1＝SQRT(MR0*MR1)和α2＝SQRT(MR0/MR1)，其中SQRT(x)是平方根函数。
针对点B继续相同的处理。CTR 10关闭信号源101并且开启信号源102。假定源102的信号均等地分割成在串行互连1a上沿相反方向行进的分量，PD/MR检测器4检测到相位差PD2＝Φ1-Φ2+2*ΔΦ和振幅比MR2＝α2*α1/α2。这些量PD2和MR2独立于信号源102所产生的信号的绝对相位值和绝对振幅值。PD/MR检测器4将这些值传递至CTR 10，其中CTR 10存储这些值。注意，如下所述，值PD2和MR2可以用值PD1和MR1来表示：由于PD1＝Φ1-Φ2，因此PD2＝PD1+2*ΔΦ，并且由于MR1＝α1/α2，因此MR2＝α2*MR1。CTR 10通过对以上的两个简单等式求解来计算值ΔΦ和α。结果为ΔΦ＝(1/2)(PD2-PD1)和α＝SQRT(MR2/MR1)。这些结果与从点A到点B的相位和振幅的相对变化独立于从点X到点A的相位和振幅的变化这一事实一致。在诸如相控天线阵列(参见图7)等的一些应用中，仅从一个天线元件到另一天线单元(例如，从串行互连1a上的一个点到另一点)的相位和振幅的相对变化是相关的。在这些情况下，信号源100是不需要的并且可以被删除。
在CTR 10根据上述方法确定了值Φ1、Φ2、ΔΦ、α1、α2和α(以及在要对串行互连1a的更多点进行补偿的情况下的附加相似量)之后，CTR 10设置校准电路5的状态，以反转由于在串行互连1a上的信号传输而在点A和B处发生的相位和振幅变化。期望结果是：在将输入信号生成器2的信号经由开关3切换到串行互连1a中的情况下，该信号以同相且振幅相同的状态到达点A1和点B1。CRT 10利用可以根据Φ1、Φ2、ΔΦ、α1、α2和α的值直接计算出的适当值来设置校准电路5的相位和振幅偏移。例如，通过在连接至点A的校准电路5中设置N*π-Φ1的相位偏移(其中N是整数)和1/α1的振幅缩放来实现点A1相对于点X的均衡化。这样，点A1和点X处的相位和振幅变得相等。在实践中需要加上N*π的相位偏移以确保具有因果系统(相位始终随时间的经过而推移)。同样，通过在连接至点A的校准电路5中设置ΔΦ的相位偏移和α的振幅缩放、并且在连接至点B的校准电路5中中设置零的相位偏移和统一的振幅缩放，来实现点B1相对于点A1的均衡化。注意，由于点A和点B处的校准电路5的其它状态也将产生有效的相位/振幅校准，因此该校准选择不是唯一的。
如前面所述，该第一方法的重要性质是：该第一方法除需要源100、101和102的工作频率外，不需要任何参数、信号源或其它组件的匹配。显然，同样的方法还可用于需要相位/振幅校准的具有多于两个的点的串行互连。此外，将该方法应用于除以上所论述的情况以外的情况(诸如输入信号生成器2连接至不同于X的节点的情况等)非常简单。在这些其它情况中，量Φ1、Φ2、ΔΦ、α1、α2和α的检测处理相同，但用于校准电路5的补偿状态的计算基于根据各情况的特定传播条件而产生的不同等式。
用于对串行互连进行校准的第二方法
上述的第一校准方法的限制在于：在输入信号生成器2正在驱动串行互连1a的同时，不能检测串行互连1a上的相位/振幅变化。此外，开启信号源100、101和102中的任何信号源将会干扰来自输入信号生成器2的信号的传播，并且后者的信号将会在PD/MR检测器4的输出中产生误差。显然，该问题是将同一串行互连用于感测相位/振幅变化并且用于利用校准后的相位和振幅使系统进行工作这一事实的后果。因此，如果需要重复或再检查串行互连1a的校准，则必须通过断开开关3使生成器2从串行互连1a断开。在一些应用中，该操作是不可接受的。例如，如果串行互连1a传送实时通信网络中所使用的信号，则切断输入信号生成器2使通信中断。然而，现场操作条件会改变串行互连1a的传输性质，从而需要重复相位/振幅校准处理。第一方法没有提供在不停止串行互连的操作的情况下对串行互连进行校准的可能性。
接下来说明的第二校准方法弥补了第一方法的上述缺点。将借助于图3所示的系统来说明该第二方法，但该方法的原理比图3所示的实现更为普遍。代替使用单个串行互连，第二方法使用串行互连1和串行互连1a这两个匹配的串行互连。匹配的互连是指，这些互连分别针对串行互连1上的区段X～W和串行互连1a上的相应区段X’～W’在传播性质方面实际相同。匹配的串行互连的简单实际实现是通过使用彼此靠近(平行靠近)地配置的对称布局的低成本的印刷电路板(PCB)上的匹配的传输线。
图3的系统与图1的系统的主要不同之处在于：感测用串行互连和工作用串行互连之间的分离。串行互连1a用于通过如在采用PD/MR检测器4以及源100、101和102的第一方法中所使用的相同过程来感测点X’、A’、B’和Y’之间的相位和振幅变化。输入信号生成器2驱动串行互连1，其中该串行互连1将来自该生成器的信号传送至串行互连1中的包括点X、A、B和W的所有点。由于感测操作在串行互连1a上进行，因此不需要开关来使输入信号生成器2从串行互连1断开。
从信号传输的观点，串行互连1a中的点X’、A’、B’和W’被选择成等价于点X、A、B和W。由于假定两个串行互连匹配，因此可以进行该选择。因此，串行互连1a中的任何两个点之间的相位和振幅差异等于串行互连1中的等价的两个点之间的相位和振幅差异。由此可见，可以使用在串行互连1a中感测到的相位和振幅变化来对串行互连1进行校准。利用CTR 10和校准电路5通过使用与如根据第一方法所使用的相同过程来进行该实际校准。显然，图3的系统可以在不会使来自输入信号生成器2的信号的流中断的情况下，根据需要尽可能经常校准工工作中的串行互连1。另外，在物理上分别靠近等价点X’、A’、B’和Y’的所有点X、A、B和Y处自动可用输入信号生成器2的频率。
用于对串行互连进行校准的第三方法
在上述的第一方法和第二方法这两者中，串行互连上的点之间的相位和振幅差异的感测通过从各点在该串行互连上沿两个方向发送信号来进行。如这里所示，重要的是在任何点处均不存在信号的反射，否则会发生感测错误。反射会产生以在实践中很难预测的方式改变在第一方法的描述中给出的等式的驻波模式。在实践中可能发生有害反射的最关键点是图3的系统中的端点X、W、X’和Y’。这些反射是由使串行互连终止的不完美匹配网络触发的。由于这些匹配网络必须吸收在串行互连上传播的信号的全部功率，因此甚至小的匹配误差也仍会产生麻烦的反射。不同于端点，由于耦合器是利用低的耦合系数所设计的、从而即使在存在小的不匹配的情况下也自然可以减少反射，因此图3的中间点A、B、A’和B’不易产生明显的反射。对于第一校准方法和第二校准方法，端点反射的问题仅可以通过使用良好的终止来减轻。
接下来说明的第三校准方法将第一校准方法和第二校准方法的概念扩展用于允许在串行互连的端点处发生一些反射的情况。该方法在实践中很重要，因为在端部构建具有基本完美的匹配的串行互连(实际上反射为零)与在端部构建具有良好但不完美的匹配的串行互连相比更加困难和昂贵。将借助于图4所示的系统来说明该第三方法；但该方法的原理比图4所示的原理更为普遍。
图4的系统使用三个匹配的串行互连和定向耦合器、而不是非定向耦合器。定向耦合器仅耦合沿特定方向传播的信号，并且忽略沿相反方向传播的信号。串行互连1将输入信号生成器2的信号传送至点A和点B(与前述相同，考虑仅两个点，而不会丢失一般性)。校准电路5通过被配置成耦合在串行互连1上从左向右传播的任何信号的定向耦合器来接收这些信号。使用定向耦合器的优点是：从右向左返回行进的来自端点W的任何反射均被耦合器忽略(基本衰减)，并且不会进入校准电路5。这基本等同于在点W处具有完美终止。在来自点W的反射到达端点X时，在点X处的终止不完美的情况下，来自点W的反射被返回反射到左右方向。理论上，这些二阶反射由于进入了校准电路5因此在系统中产生相位和振幅误差。然而，在实践中，到输入信号生成器2的信号在串行互连1上向前、向后并且再次向前传播时，该长路径上的损耗和端点处的功率吸收(假定不完美但相当好的终止)通常使剩余的有害反射减少到无关紧要的水平。
串行互连1上的相位和振幅变化的感测如针对第一方法和第二方法的情况那样、但通过使用两个匹配的串行互连(串行互连1b和串行互连1c)和定向耦合器来进行。串行互连1b在点X’和点W’之间的区段中仅从左向右传送信号，并且串行互连1c在点X”和点W”之间的区段中仅从右向左传送信号。由于串行互连1、1b和1c在区段A～W、A’～W’和A”～W”上匹配，因此点X、A、B和W的集合等价于点X’、A’、B’和W’的集合，并且也等价于点X”、A”、B”和W”的集合。在本实施例中，连接点X’、A’和B’以及连接点X”、A”和B”分别电气连接到一起以表示节点，使得连接点X’和X”表示某节点，连接点A’和A”表示另一节点，并且连接点B’和B”表示又一节点。信号源100、101和102将等同的信号注入到串行互连1b和1c中。由于区段X～W、X’～W’和X”～W”匹配，因此可以看出，可以使用在串行互连1b和1c中感测到的相位和振幅变化来对串行互连1进行校准。与第一校准方法和第二校准方法相比，所添加的益处是串行互连1、1b和1c中的并非过多的任何反射不会产生实际误差。
用于对串行互连进行校准的第四方法
在上述的第二方法和第三方法中，感测在与用于分发输入信号生成器2的信号的串行互连1不同的串行互连上的点之间的相位差和振幅差。结果，在串行互连1a、1b和1c上所使用的校准信号可能不同于在串行互连1上所分发的信号。例如，如果输入信号生成器2的信号是带通调制信号(例如，典型的通信信号)，则串行互连1a、1b和1c上的校准信号可以是单个非调制音。该音的频率必须如下：串行互连在该系统中所使用的所有频率处的传输性质(相位和振幅变化)均相同、或者可以是根据在所考虑的一组频率内的一个频率处有效的值而推导出的。通常，这是该音的频率足够接近带通调制信号的频率、并且带通调制信号的带宽在极限内的情况。
在一些情况下，输入信号生成器2的信号也可用作校准信号。简单示例是在输入信号生成器2产生CW(连续波)信号的情况下的LO(本地振荡器)分发。在这些情况下，可以如图5所示修改第三方法以获得第四方法。更具体地，串行互连1和1b被串行互连1d替换，其中该串行互连1d传送输入信号生成器2的信号，同时采用第三方法(参见图4)进行串行互连1b的校准功能。添加开关600、601、602和信号注入电路700、701、701，以提供使用来自输入信号生成器2的信号来进行校准的能力。开关600、601、602由CTR 10来控制。在开关600、601、602分别接通并且将信号注入到串行互连1d中的情况下，信号注入电路700、701和701从串行互连1c上的相应点接收这些信号。(例如，在点X”、A”和B”与点X、A和B是串行互连的匹配部分的情况下)点X”、A”和B”处的所注入的信号的相位和振幅必须采用已知的关系分别与点X、A和B处的信号的相位和振幅相关。例如，点X”、A”和B”处的所注入的信号可以具有与串行互连1上的点X、A和B处的信号相同的相位和振幅。用于使点X”、A”和B”处的有害反射最小化的更好选择将是注入振幅减小的信号。
图5所示的第四校准方法的操作模拟前面所述的其它校准方法的操作，其不同之处在于：在这种情况下，CTR 10代替开启/关闭信号源100、101和102(参见图1、2和4)，根据其它方法的相同方案来接通/断开开关600、601和602。如果在点X”、A”和B”处所注入的信号分别等于点X、A和B处的信号，则描述第一方法所使用的各种传输参数(相位和振幅比)之间的关系的等式对于第四方法也有效。然而，如果在点X”、A”和B”处所注入的信号与点X、A和B处的信号具有不同的关系，则描述各种传输参数之间的关系的等式也相应地改变。在任何情况下，可以通过简单的基本代数来对这些等式求解。
广义化
从以上针对串行互连的相位和振幅校准所述的四个方法开始，可以推导出其它可能性。例如，如果引入第二串行匹配互连，则可以对第一方法应用定向耦合器。这将等同于代替使用开关600、601和602以及信号注入电路700、701和701，使用具有将相等信号注入到两个串行互连中的信号源100、101和102的图5的第四方法的串行互连1c和1d。正如第一方法的情况那样，该变形将不能同时校准并分发输入信号生成器2的信号。
已经提到，所论述的四个方法可以用于比CW信号更加复杂的信号。例如，可以对第四方法应用调制带通信号。然而，在该情况下，PD/MR检测器必须进行与在使用CW信号的情况下将应用的技术不同的适当信号处理技术。例如，这些信号处理技术必须基于相关计算以提取两个信号之间的相位和振幅差。同样，其它技术也可以使用由信号源100、101和102提供的适当调制后的校准信号，以降低校准处理中的噪声并由此提高校准的精度。
编程控制器
参考示出典型实施例的图6，控制器(或处理器系统)被编程为进行所例示的操作以对串行互连系统进行校准。
首先，(如果需要)控制器使开关将信号源从系统断开。在信号源断开的情况下，控制器使参考信号注入到串行互连系统中的一端处的第一节点中(1000)。在一些实施例中，该节点与信号源连接至的节点相同。在正将参考信号注入到第一节点中的同时，控制器使检测器测量所注入的参考信号与在串行互连系统的第二端节点处出现的信号的相位差和振幅比(1010)。控制器将这些测量值记录在存储器中以供在校准处理结束时使用。
在进行这些初始测量之后，控制器针对沿着串行互连系统的各节点进行以下操作。在信号源断开的情况下，控制器选择某节点(1020)并且使参考信号仅注入到该所选择的节点中(1030)。换句话说，没有向除所选择的节点以外的任何节点注入参考信号。在正将参考信号注入到所选择的节点中的同时，控制器使检测器测量在第一节点处出现的信号与在串行互连系统的第二端节点处出现的信号的相位差和振幅比(1040)。控制器将这些测量值记录在存储器中以供在校准处理结束时使用。
针对系统中的各节点重复该过程，直到针对所有的节点进行了测量并记录了测量值为止(1050)。
在该过程针对所有的节点完成时，控制器使用所测量到的针对第一节点和多个串行连接的节点的相位差和振幅比，并且计算针对这多个串行连接的节点各自的相位校正值和振幅校正值(1060)。该计算如前面所述进行。
在控制器计算了针对所有串行连接的节点的相位校正值和振幅校正值之后，控制器例如通过根据所计算出的校正值适当地调整相位旋转器和增益放大器，来将这些校正应用于这些串联连接的节点(1070)。
在控制器完成该组操作之后，对串行互连进行校准。随着环境条件的改变、或者仅仅作为时间的推移的结果，互连将逐渐偏离校准并且将需要重复该过程。控制器可以针对某些预选延迟周期性地、或者在检测到可能导致逐渐偏离校准的变化(例如，温度和/或湿度变化)时，触发下一校准处理(1080)。
向相控阵天线系统设计的应用
上述的用于分发相干的相位同步且振幅相等的信号的方法特别适用于设计模拟和数字相控阵天线系统。在图7中示出可以应用这些概念的有源模拟相控阵的示例。该架构与在全部内容通过引用包含于此的U.S.8,611,959中所描述的架构相同。
有源天线阵列包含放置在网格上的多个天线元件，这些天线元件可以是线性的、平面的或者与表面共形。天线元件的物理分离与阵列的工作频率有关，并且通常等于发射或接收的信号的平均波长的一半。这对于阵列生成具有低旁瓣的窄波束而言是必须的。由于典型阵列具有大量元件，因此这些阵列从根本上是大型电气系统。换句话说，阵列系统的大小相对于所使用的射频(RF)波长而言较大。
有源天线阵列还包含多个有源Tx/Rx模块234。各Tx/Rx模块234驱动天线元件150中的相应的发射用天线元件，并且接收来自相应的接收用天线元件150的信号。为此，各Tx/Rx模块234包含放大器、滤波器、可调整移相器30、可调整增益级40和混合器70。分发/聚合网络50向Tx/Rx模块234分发IF信号并聚合从Tx/Rx模块234接收到的IF信号。另一分发网络(即，LO分发网络60)从LO信号源80向Tx/Rx模块234分发LO信号。各Tx/Rx模块234中的混合器7使用所分发的LO信号来将模拟发射IF信号升频转换成RF，并且该混合器7使用所分发的LO信号来将所接收到的RF信号降频转换成IF。在所描述的实施例中，观察到，相移器30(还称为相位旋转器)位于LO信号路径中。由于使正弦信号的相位偏移比使调制信号的相位偏移容易得多，因此这样使得这些组件的设计更加容易。
为了例示简单，将分发/聚合网络50示出为单个网络；而在所描述的实施例中，实际上，分发/聚合网络50是用于向Tx/Rx模块234分发IF信号的分发/聚合网络和用于聚合从Tx/Rx模块234接收到的IF信号的分发/聚合网络这两个单独的网络。同样，为了例示简单，将Tx/Rx模块234内的发射路径和接收路径示出为单个路径；而在所描述的实施例中，发射路径和接收路径是单独的路径，其中一个路径用于将IF信号升频转换成RF并将该RF信号传送至相应的天线元件150，并且另一路径用于将从天线元件150接收到的RF降频转换成IF并将所接收到的IF信号传送至分发/聚合网络50的聚合网络部分。
阵列系统还包括基带处理器200以及具有发射侧和接收侧的IF级90。在发射期间，基带处理器200将数字信号发送至IF级90的发射侧，其中该IF级90使用数模转换器将该信号转换成模拟IF信号并且将该模拟IF信号应用于分发/聚合网络50的Tx侧的输入，接着，分发/聚合网络50将该IF信号分发至所有的Tx/Rx模块234。在接收期间，将从分发/聚合网络50的Rx侧接收到的聚合后的IF信号传送至IF级90的接收侧，其中该IF级90将所接收到的IF信号转换成数字形式并传递至基带处理器200。
在通过级90的IF信号是基带信号(零IF)的情况下，IF级90和混合器70是复杂块，即IF级90和混合器70对同相(I)和正交(Q)信号进行处理。在本论述中，假设了非零IF值(即，无I/Q处理)，但该论述对于零IF的情况也是有效的。
存在用于单独且独立地设置和/或改变Tx/Rx模块234内的相移器30和增益级40的设置的G CTR 110和CTR 120这两个控制块。这通常经由数字控制总线来进行。
在基带处理器200(或为了简便而未示出的一些其它数字控制器)中运行的程序驱动控制块110和120。所有天线元件的各组的相位值和增益值实现诸如窄波束或更复杂形状等的具体辐射图案，并且还实现如前面所述所计算出的校准校正。通过适当地改变这些组的相位值和增益值，对阵列辐射(发射和接收这两者)进行成形以实现诸如用于追踪可移动对象的波束转向、波束扫描和展开(改变波束大小)等的高级功能。
上述校准技术可以应用于诸如相控天线系统等中的LO分发网络和Tx/Rx分发网络。
向相控阵天线系统校准的应用
上述的用于对串行互连进行校准的方法还特别适用于相控阵校准。在图8的图中示出该应用的示例。该图中的相控阵系统包括基带处理器200、阵列框架201以及耦接至多个天线元件150的多个Tx/Rx模块235。Tx/Rx模块235是与图7所示的块234相同的标准射频(RF)模块。阵列框架201是包含相控阵的特定实现所需的所有电路的块。例如，在图7的模拟相控阵的情况中，阵列框架201包含网络50、网络60、LO信号源80、IF级90以及控制块110和120。对于数字相控针，阵列框架201包含多个数据转换器和滤波器、采样时钟电路、数字传输电路等。这里所述的应用对于任何类型的相控阵(模拟、数字或混合(部分模拟部分数字))均有效。
通常，任何相控阵的实际实现都要求：在发射模式下从基带处理器200向天线元件150的所有信号路径以及在接收模式下从天线元件150向基带处理器200的所有信号路径在传播相位偏移和振幅变化方面基本相等。该要求在无校准的情况下很难实现。可以将根据上述的方法进行校准后的串行互连系统202用于该目的。在图8中示出该情况。耦合器21使天线150耦接至串行互连系统202。串行互连系统202包含如同图1、3、4或5的示例那样的校准所需的所有电路。基带处理器200控制串行互连系统202，并且经由控制/通信部件203与串行互连系统202进行通信。
对于相控阵发射子系统的校准，基带处理器200将校准信号通过相控阵顺次发射至所有的天线元件(即，一次针对一个天线)，并且基带处理器200接收从串行互连系统202返回的各信号。这些信号经由耦合器21耦接到互连系统202中。基于基带处理器200通过该处理所获得的所有相位和振幅变化值、并且由于对串行互连系统进行校准，基带处理器200可以计算从该基带处理器通过相控阵向各天线元件的传输路径之间的相位和振幅上的差。使用所计算出的这些值，基带处理器200适当地调整各发射路径的相位和振幅以使这些相位和振幅均衡化。
对于相控阵接收子系统的校准，基带处理器200将校准信号通过串行互连系统202顺次地发送至所有的天线元件(即，一次针对一个天线)，并且基带处理器200接收通过相控阵返回的各信号。这些信号通过耦合器21耦接到相控阵中。基于基带处理器200通过该处理所获得的所有相位和振幅变化值、并且由于对串行互连系统进行校准，因此基带处理器200可以计算从各天线元件向基带处理器的通过相控阵的接收路径之间的相位和振幅上的差。使用所计算出的这些值，基带处理器200适当地调整各接收路径的相位和振幅以使这些相位和振幅均衡化。
其它实施例也在所附权利要求书的范围内。

Claims (33)

1.一种用于对串行互连系统进行校准的方法，所述串行互连系统具有：第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点通过所述串行互连系统电气串联连接，所述方法包括以下步骤：
针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：
将相应参考信号注入到该校准节点中，以及
在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；
根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括以下步骤：
将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及
在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，测量注入到所述第一节点中的所述第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差，
其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值还采用针对所述第一节点的所测量到的相位差和针对所述多个校准节点的所测量到的相位差。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述多个校准节点中的各校准节点，所述测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，并且所述方法还包括以下步骤：
根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，还包括以下步骤：
将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及
在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，测量所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，
其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述第一节点的所测量到的相位差和振幅比。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个连接节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连，以及所述多个校准节点与所述多个校准节点相同。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个校准节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连以及使所述多个连接节点串行互连的第二串行互连，其中所述第一串行互连和所述第二串行互连是分开的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分和所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述串行互连系统还包括使所述第二节点和所述多个校准节点串行互连的第一串行互连、使所述第一节点和所述多个校准节点串行互连的第二串行互连、以及使所述多个连接节点串行互连的第三串行互连。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分、所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分和所述第三串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在针对所述多个校准节点中的任一个校准节点进行所述测量过程的同时，不向所述多个校准节点中的任何其它校准节点应用其它参考信号。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个连接节点与所述多个校准节点相同。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述多个校准节点的相应参考信号具有相同的频率。
13.一种用于对串行互连系统进行校准的方法，所述串行互连系统具有：输入节点；第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点也通过所述串行互连系统电气串联连接，所述方法包括以下步骤：
针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：
将相应参考信号注入到该校准节点中，以及
在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；
根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述串行互连系统还包括输入节点，所述方法还包括以下步骤：
将第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中；以及
在正将所述第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中的同时，测量所述输入节点处的所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差，
其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和针对所述多个校准节点的所测量到的相位差。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，针对所述多个校准节点中的各校准节点，所述测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，并且所述方法还包括以下步骤：
根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，还包括以下步骤：
将第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中；以及
在正将所述第一参考信号注入到所述输入节点和所述第一节点中的同时，测量所述输入节点处的所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，
其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和振幅比。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述串行互连系统还包括使所述第一节点和所述多个校准节点串行互连的第一串行互连以及使所述输入节点和所述多个连接节点串行互连的第二串行互连。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分和所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。
19.一种设备，包括：
串行互连系统，其具有：第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点通过所述串行互连系统电气串联连接；
相位检测器，其电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的相位差；
多个以能够切换方式控制的信号源，各个以能够切换方式控制的信号源连接至所述多个校准节点中的不同的相应校准节点；以及
控制器系统，其被编程为进行以下功能：
针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：
使得用于该校准节点的以能够切换方式控制的信号源将相应参考信号注入到该校准节点中，以及
在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述相位检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；
根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，还包括：
以能够切换方式控制的第一信号源，其连接至所述第一节点，
其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：
使所述以能够切换方式控制的第一信号源将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及
在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，使所述相位检测器测量所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差，
其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差。
21.根据权利要求19所述的设备，其中，还包括振幅检测器，所述振幅检测器电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的振幅比，其中，针对所述多个校准节点中的各校准节点，针对该校准节点的测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述振幅比检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，
其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：
根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，还包括：
以能够切换方式控制的第一信号源，其连接至所述第一节点，
其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：
使所述以能够切换方式控制的第一信号源将第一参考信号注入到所述第一节点中；以及
在正将所述第一参考信号注入到所述第一节点中的同时，使所述相位检测器和所述振幅比检测器测量所注入的第一参考信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，
其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和振幅比。
23.根据权利要求19所述的设备，其中，所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个连接节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连，以及所述多个校准节点与所述多个校准节点相同。
24.根据权利要求19所述的设备，其中，所述串行互连系统还包括使所述第一节点、所述多个校准节点和所述第二节点串行互连的第一串行互连以及使所述多个连接节点串行互连的第二串行互连，其中所述第一串行互连和所述第二串行互连是分开的。
25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分和所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。
26.根据权利要求19所述的设备，其中，所述串行互连系统还包括使所述第二节点和所述多个校准节点串行互连的第一串行互连、使所述第二节点和所述多个校准节点串行互连的第二串行互连、以及使所述多个连接节点串行互连的第三串行互连。
27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述第一串行互连的使所述多个校准节点串行互连的一部分、所述第二串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分和所述第三串行互连的使所述多个连接节点串行互连的一部分电气匹配。
28.根据权利要求19所述的设备，其中，所述控制器系统还被编程为使得用于所述多个校准节点的所述以能够切换方式控制的信号源以一次针对一个校准节点的方式将相应参考信号注入到所述多个校准节点中。
29.根据权利要求19所述的设备，其中，针对所述多个校准节点的相应参考信号具有相同的频率。
30.一种设备，包括：
串行互连系统，其具有：输入节点；第一节点；第二节点；多个校准节点，其通过所述串行互连系统电气串联连接；以及与串联连接的所述多个校准节点相对应的多个连接节点，所述多个连接节点也通过所述串行互连系统电气串联连接；
相位检测器，其电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的相位差；
多个开关，用于以能够切换的方式使所述多个连接节点中的各连接节点电气连接至所述多个校准节点中的不同的相应校准节点；以及
控制器系统，其被编程为进行以下功能：
针对所述多个校准节点中的各校准节点，进行涉及以下操作的测量过程：
使得用于该校准节点的开关将相应参考信号从相应连接节点注入到该校准节点中，以及
在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述相位检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的相位差；
根据针对所述多个校准节点的所测量到的相位差，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的相位校正值应用于相应的多个连接节点。
31.根据权利要求30所述的设备，其中，还包括振幅检测器，所述振幅检测器电气连接至所述串行互连系统的所述第一节点和所述第二节点，用于测量在所述第一节点和所述第二节点处感测到的信号的振幅比，其中，针对所述多个校准节点中的各校准节点，针对该校准节点的测量过程还涉及：在正将相应参考信号注入到该校准节点中的同时，使所述振幅检测器测量在所述第一节点和所述第二节点处出现的信号的振幅比，
其中，所述控制器系统还被编程为进行以下功能：
根据针对所述多个校准节点的所测量到的振幅比，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的振幅校正值；以及
将针对所述多个校准节点中的各校准节点所计算出的振幅校正值应用于相应的多个连接节点。
32.根据权利要求31所述的设备，其中，所述串行互连系统还包括输入节点，所述设备还包括电气连接至所述输入节点的信号源。
33.根据权利要求32所述的设备，其中，还包括第一开关，所述第一开关用于以能够切换的方式使所述输入节点电气连接至所述第一节点，以及所述控制系统还被编程为进行以下功能：
使所述第一开关从所述输入节点向所述第一节点注入信号；以及
在正从所述输入节点向所述第一节点注入信号的同时，使所述相位检测器和所述振幅检测器测量从所述输入节点注入到所述第一节点中的信号与在所述第二节点处出现的信号的相位差和振幅比，
其中，计算针对所述多个校准节点中的各校准节点的相位校正值和振幅校正值还采用针对所述输入节点的所测量到的相位差和振幅比。
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