CN110233680A - 用于确认与受测装置(dut)的射频(rf)信号连接性的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确认与受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接性完整性的系统和方法。输出RF信号被提供给RF信号端口，并为了分析而与输入RF信号一起从所述RF信号端口回送，所述输入RF信号包括与所述输出RF信号相关的反射信号分量。通过测量例如在多个信号频率处的所述输入和回送RF信号的组合的量值，可确定所述RF信号端口是否通过所述DUT正确地端接。

Description

用于确认与受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接性的系统和 方法

本申请是申请日为2013年12月27日、申请号为201380074379.4、的中国发明专利申请“用于确认与受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接性的系统和方法”的分案申请。

背景技术

本发明涉及测试电子通信系统，并且具体地，涉及测试射频(RF)通信系统。

许多现今的电子装置使用无线技术用于连接和通信这两种目的。因为无线装置发送以及接收电磁能量，并且因为两个或多个无线装置可能因其信号频率和功率频谱密度而干扰彼此的运作，因此这些装置及其无线技术必须遵循各种无线技术标准的规格。

当设计所述装置时，工程师必须额外留意以确保所述装置符合或优于基于其包括的无线技术规定的标准的每一种规格。此外，当这些装置稍后大量制造时，就必须接受测试以确保制造缺陷不会造成运作不当，包括其遵循基于所包括的无线技术标准的规格。

为了在制造和装配之后测试这些装置，目前无线装置测试系统采用子系统来用于分析从各装置接收的信号。所述子系统通常包括至少一个向量信号分析器(VSA)来用于分析由所述装置产生的信号，以及一个向量信号产生器(VSG)来用于产生所述装置要接收的信号。由VSA执行的分析以及由VSG生成的信号通常是可编程的，以便各自能够被用来测试各种装置是否遵循针对不同频率范围、带宽以及信号调变特性的各种无线技术标准。

作为无线通信装置的制造的一部分，生产成本的一个主要组成为制造测试成本。通常，测试成本与执行所述测试所需的时间具有直接相关性。因此，既可缩短测试时间而又不降低测试准确性或是不增加主要设备成本(例如，因增加测试设备或测试器的精密度而增加的成本)的创新技术是重要的，并且其可显著地节省成本，特别是从所述装置为大量制造和测试的角度来看。

一种确保测试时间最小化的方式是确认所述测试系统(或“测试器”)与受测装置(DUT)之间的连接性。换句话说，当与DUT的连接不存在或发生故障时，在启动测试之前确认在测试器和DUT之间的缆线信号连接的完整性可避免将测试时间浪费在收集无意义的信号数据上。这可节省在执行测试顺序以及处理错误测试结果方面投入的时间。

因此，需要具有可用于确认在测试系统的信号端口与DUT之间的RF信号连接性完整性的测试系统和方法。

发明内容

根据本发明，提供用于确认射频(RF)信号与受测装置(DUT)的连接性完整性的系统和方法。输出RF信号被提供给RF信号端口，并为了分析而与输入RF信号一起从所述RF信号端口回送，所述输入RF信号包括与所述输出RF信号相关的反射信号分量。通过测量例如在多个信号频率处的所述输入和回送RF信号的组合的量值，可确定所述RF信号端口是否通过所述DUT被正确地端接。

根据受权利要求书保护的本发明的示例性实施例，用于确认与受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接性完整性的测试系统包括：RF信号端口，其传送输入和输出RF信号，其中所述输入RF信号包括与所述输出RF信号相关的反射信号分量；RF信号源电路，其提供具有一个或多个RF信号频率的输出RF信号；RF信号分析电路，通过提供一个或多个测量信号来响应所述输入RF信号和与所述输出RF信号相关的回送RF信号，所述测量信号指示所述输入RF信号和所述回送RF信号的相应组合在所述一个或多个RF信号频率中的每一者处的量值；以及信号路由电路，其耦合至所述RF信号端口、所述RF信号源电路和所述RF信号分析电路，并将来自所述RF信号源电路的所述输出RF信号传送至所述RF信号端口、将所述回送RF信号传送至所述RF信号分析电路、以及将来自所述RF信号端口的所述输入RF信号传送至所述RF信号分析电路。

根据受权利要求书保护的本发明的另一示例性实施例，用于确认与受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接性完整性的方法包括：以RF信号源电路提供具有一个或多个RF信号频率的输出RF信号；以信号路由电路将来自所述RF信号源电路的输出RF信号路由至RF信号端口、将与所述输出RF信号相关的回送RF信号路由至所述RF信号分析电路、以及将来自所述RF信号端口的输入RF信号路由至所述RF信号分析电路，其中所述输入RF信号包括关于所述输出RF信号的反射信号分量；以及以所述RF信号分析电路通过提供一个或多个测量信号来响应所述输入RF信号和所述回送RF信号，其中所述测量信号指示所述输入RF信号和所述回送RF信号在所述一个或多个RF信号频率的相应组合的每一者处的量值。

附图说明

图1示出根据本发明的示例性实施例的用于测试DUT的RF信号测试系统。

图2示出在无DUT连接的连接性测试期间图1的测试系统。

图3示出在实施图2的测试期间接收的测试信号。

图4示出在有DUT连接的连接性测试期间图1的测试系统。

图5示出在实施图4的测试期间接收的测试信号。

图6将图3和图5的信号一起示出以显示接收的信号量值与相位的差值取决于DUT连接性状态。

图7示出用于图1的测试系统的控制技术的示例性实施例。

图8示出用于图1的测试器的信号路由电路的示例性实施例。

具体实施方式

以下详细描述是结合附图的受权利要求书保护的本发明的示例性实施例。关于本发明的范围，此类描述旨在进行示例而非加以限制。对此类实施例加以详尽的描述，以使得本领域的普通技术人员可以实践该主题发明，并且应当理解，在不脱离本主题发明的精神或范围的前提下，可以实践具有一些变化的其他实施例。

在本发明的全文中，在没有明确指示与语境相反的情况下，应当理解，所述单独的电路元件可以是单数或复数。例如，术语“电路”(circuit,circuitry)可以包括单个部件或多个部件，所述部件为有源型的和/或无源型的，并且连接或换句话讲耦合到一起(例如，如成为一个或多个集成电路芯片)，以提供所描述的功能。另外，术语“信号”可指一个或多个电流、一个或多个电压或数据信号。在图中，相似或相关的元件将具有相似或相关的字母、数字或数字字母混合的指示。此外，虽然在使用分立的电子电路(优选地为一个或多个集成电路芯片形式)的具体实施的上下文中讨论了本发明，但另选地取决于待处理的信号频率或数据速率，此类电路的任何部分的功能可使用一个或多个适当编程的处理器来实施。此外，就示出各种实施例的功能区块的示意图的图示来说，所述功能区块未必表示硬件电路之间的区分。

如本领域中众所周知的，当RF信号从信号源被传送至负载时，所述信号源输出的阻抗、所述连接(例如，传输线缆线以及连接器)的阻抗以及负载的阻抗的匹配确定信号分量是否从负载反射回RF信号源，以及所述信号分量反射的程度。一般来说，当所述阻抗匹配良好和匹配不良时，所述反射信号分量分别具有较低的量值和较高的量值。例如，如果信号连接的输入阻抗不匹配信号源，如在所述测试系统与所述连接或负载之间出现连接故障时，所述RF信号源接收的反射信号分量具有较高的量值。反射信号分量量值的差值可例如通过所述测试系统的RF信号分析子系统(例如，VSA)检测和观察。

根据本发明的示例性实施例，RF信号源(例如，VSG)传送连续波(CW)信号，提供的方式为其分为朝向负载(DUT)的正向信号分量和朝向接收信号分析子系统的反向分量(例如，回送信号)。

如果所述测试器的输入/输出(I/O)端口和/或外部信号连接未端接(例如，未连接任何DUT)，所述测试器所看见的有效终端阻抗极高(例如，接近无限值)，从而导致具有大量值的反射信号波被传送回RF信号分析子系统。根据众所周知的原理，所述反射信号波通过建设性干涉和破坏性干涉与回送信号分量结合。回送信号分量与来自开路(或未端接的)连接的反射信号分量的结合信号为“开路路径”参考值。

另一方面，如果负载是连接的，所述终端阻抗会显著地不同且更为接近来匹配测试系统与信号连接的特性阻抗。因此，如果其他信号连接的任一者没有缺陷，任何反射信号分量的量值，相较于产生“开路路径”参考值的未端接情况所导致的量值，显著地较小且可检测地不同。该反射信号分量差值可通过RF信号分析子系统检测，随后所述子系统能够确定测试信号连接性是否存在故障。

根据本发明，所述DUT不必处于操作状态或通过所述测试连接提供任何信号。因此，根据受权利要求书保护的本发明的信号连接性测试可结合自动化处理程序实施，并且在DUT开机之前或其操作中检测到连接性故障。

参照图1，根据受权利要求书保护的本发明的示例性实施例，用于确认RF信号连接性完整性的测试系统10包括测试器12和用于连接至DUT 16的外部连接14(例如，RF信号线和相关的RF信号连接器)。测试器12包括VSG 22、VSA 24和信号路由电路30(在下文中更详细地讨论)，其经由内部信号连接26、28a、28b(例如，RF信号缆线)连接至VSG 22、VSA 24和外部信号连接14。VSG 22提供RF测试信号23(在下文中更详细地讨论)并且VSA 24提供一个或多个指示测试器12和DUT 16的连接性状态的测试信号25。

参照图2，信号路由电路30将RF测试信号23分为朝向外部信号连接14和负载16的正向的或入射的信号分量29bf，以及朝向VSA 24的反向分量29ar。在未端接的外部连接14的情况下(例如，如该处示出的DUT 16未连接的情况)，产生明显的反射测试信号分量29br，并经由外部14和内部28a、28b信号路径被传送至VSA 24。

参照图3，结合的反向原始的29ar与反射的29br信号分量通过建设性和破坏性干涉被求和为(29ar+29br)，会具有量值，该量值会根据测试信号23的频率而变化(由于按信号波长表示的信号路径有效长度取决于频率)。

参照图4，在DUT 16经由外部连接14(例如，RF缆线，其具有必要的特性阻抗)连接至测试器12的情况下，任何因此得到的反射信号分量29br的量值会明显地降低。然而，如同前述，这些反射的信号分量29br会结合原始的反向信号分量29ar。

参照图5，虽然得到的结合信号29ar+29br的量值仍随频率变化，但是其整体的量值会降低。

参照图6，在此可容易看出，结合的反向分量29ar和反射分量29br信号的相对量值在未端接和端接情形中明显地不同，无关于信号频率，并且会立即被VSA 24检测到，其提供一个或多个测试信号25，所述测试信号指示所测量的这些信号之间的差值。换句话讲，尽管所述反射信号相位会随频率而变化且有赖于信号波长与信号连接(外部14和内部28a、28b)的有效长度的比值，但未端接和端接信号情况下的量值仍是明显地且可检测地不同。

参照图7，VSG 22和VSA 24通常经由控制器52被控制。该控制器52可为内部的，或置于测试系统12(图1)内，并经由一个或多个信号55与外部控制器、外部电路或系统(未示出)交换指令和数据。另选地，控制器52可为外部的，并经由信号53g、53a与VSG 22和VSA 24交换指令与数据。

参照图8，信号路由电路30(图1)的示例性实施例30a可包括基本上如所示那样互连的信号结合/分配电路32、34、36。如上所述，测试信号23分配为正向29bf和反向29ar测试信号分量。该信号分配发生在第一信号结合/分配电路32内，其中这些信号分量29ar、29bf经由信号连接33a、33b被传送至其他信号结合/分配电路34、36，并且最后经由内部信号连接28a、28b被传送，如上所述。反射信号分量29br(图2)经由内部信号连接28b到达，并且经由其他信号结合/分配电路34、36以及信号连接35、28a被传送至VSA 24。(或者，可根据众所周知的技术使用定向耦合器来代替所述信号结合/分配电路。)

本发明的结构和操作方法的各种其他修改或变更，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对本领域的普通技术人员而言是显而易见的。尽管已通过特定优选实施例说明了本发明，但应当理解，受权利要求保护的本发明不应不当地受限于所述优选实施例。我们意欲以下列权利要求书来限定本发明的范围以及这些权利要求内的结构和方法，从而涵盖所述结构和方法及其等效物。

Claims (10)

1.一种设备，包括用于确认与受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接性完整性的测试系统，所述设备包括：

RF信号端口，其传送输入RF信号和输出RF信号，其中所述输入RF信号包括与所述输出RF信号相关的反射信号分量；

RF信号源电路，其提供具有一个或多个RF信号频率的所述输出RF信号；

RF信号分析电路，其通过提供一个或多个测量信号来响应所述输入RF信号和与所述输出RF信号相关的回送RF信号，所述一个或多个测量信号指示所述输入RF信号和所述回送RF信号在所述一个或多个RF信号频率中的每一者处的相应组合的量值；以及

信号路由电路，其耦合至所述RF信号端口、所述RF信号源电路和所述RF信号分析电路，并且

将所述输出RF信号从所述RF信号源电路传送至所述RF信号端口，

将所述回送RF信号传送至所述RF信号分析电路，以及

将所述输入RF信号从所述RF信号端口传送至所述RF信号分析电路，

其中，通过比较在由所述一个或多个测量信号指示的、所述输入RF信号和所述回送RF信号在所述一个或多个RF信号频率中的每一者处的相应组合的所述量值，来确认所述RF信号连接性完整性。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF信号源电路包括向量信号产生器。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF信号分析电路包括向量信号分析器。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述信号路由电路包括信号耦合电路、信号分配电路和信号求和电路中的一者或多者。

5.根据权利要求1所述的设备，其中当DUT分别耦合和未耦合至所述RF信号端口时，所述一个或多个测量信号具有至少第一值和第二值。

6.一种用于确认与受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接性完整性的方法，所述方法包括：

以RF信号源电路提供具有一个或多个RF信号频率的输出RF信号；

以信号路由电路，

将来自所述RF信号源电路的所述输出RF信号路由至RF信号端口；

将回送RF信号路由至RF信号分析电路；以及

将来自所述RF信号端口的输入RF信号路由至所述RF信号分析电路，其中所述输入RF信号包括与所述输出RF信号相关的反射信号分量；以及

以所述RF信号分析电路，通过提供一个或多个测量信号来响应所述输入RF信号和所述回送RF信号，所述一个或多个测量信号指示所述输入RF信号和所述回送RF信号在所述一个或多个RF信号频率中的每一者处的相应组合的量值，

其中，通过比较在由所述一个或多个测量信号指示的、所述输入RF信号和所述回送RF信号在所述一个或多个RF信号频率中的每一者处的相应组合的所述量值，来确认所述RF信号连接性完整性。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述以RF信号源电路提供输出RF信号包括以向量信号产生器提供所述输出RF信号。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述路由包括以信号耦合电路、信号分配电路和信号求和电路中的一者或多者路由所述输出RF信号、所述回送RF信号和所述输入RF信号。

9.根据权利要求6所述的方法，其中以所述RF信号分析电路来响应所述输入RF信号和所述回送RF信号包括以向量信号分析器来响应。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述提供一个或多个测量信号包括当DUT分别耦合和未耦合至所述RF信号端口时，以至少第一值和第二值提供所述一个或多个测量信号。