CN111879980A - 创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的系统包括相位相干分析器(12)和脉冲发生器(14)。相位相干分析器(12)和脉冲发生器(14)彼此连接。脉冲发生器(14)具有连接到分析器(12)的时钟输入端(17)以用于接收来自分析器(12)的时钟信号。系统(10)包括触发线(18)，经由该触发线将标记信号提供给分析器(12)和脉冲发生器(14)中的至少一个。标记信号将脉冲发生器(14)的输出信号与分析器(12)的测量过程在时间上对准。此外，描述了一种创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的方法。

Description

创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的系统。此外，本发明涉及一种创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的方法。

背景技术

在现有技术中，用于测试被测装置的分析器系统是已知的，其中，分析器系统包括相位相干源和接收器。相位相干性是由内部分析器标记信号建立的，该内部分析器标记信号控制时序，特别是源和接收器之一。

此外，分析器源将连续波输入信号提供给分析器系统的梳状发生器，其中，连续波输入信号用作梳状发生器的时钟信号。梳状发生器生成输出信号，其中输出信号的频谱可用于在频率转换测量中进行相位校准，诸如混频器测量、非线性分量表征或者更确切地说U/I波形重建。

输出信号频谱的重要品质因数与梳齿线的信噪比以及频谱内的精细频率间隔有关。因此，典型地使用伪随机二进制序列(PRBS)或分频器序列，其允许有效地减小梳齿线的频率间隔，并且在使用伪随机二进制序列的情况下，允许增加梳齿线的信噪比。然而，输出信号的频谱、即周期性输出序列之一具有相位模糊度，从而排除了用于绝对相位校准的系统。

因此，需要一种允许绝对相位校准的系统。

发明内容

本发明提供了一种用于创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的系统。该系统包括相位相干分析器和脉冲发生器。相位相干分析器和脉冲发生器彼此连接。脉冲发生器具有连接到分析器的时钟输入端，用于接收来自分析器的时钟信号。该系统包括触发线，标记信号(marker signal)经由该触发线被提供给分析器和/或脉冲发生器。标记信号将脉冲发生器的输出信号与分析器的测量过程在时间上对准。

此外，本发明提供了一种创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的方法，其具有以下步骤：

-在分析器和脉冲发生器之间建立连接，

-从分析器向脉冲发生器提供时钟信号，

-建立到分析器和脉冲发生器中至少一个的触发线，并且

-提供标记信号，该标记信号使脉冲发生器的输出信号与分析器的测量过程在时间上对准。

因此，脉冲发生器、特别是周期性输出序列或者更确切地说脉冲发生器的输出信号与分析器、即分析器的内部测量过程及时地同步。内部测量过程可能与分析器用于分析/测量目的的内部测量协议有关。分析器和脉冲发生器的同步确保了克服相位模糊度。

因此，由于标记信号，因此脉冲发生器、特别是其操作和分析器在时间上彼此同步。换句话说，标记信号将脉冲发生器的输出信号与分析器的测量过程在时间上对准。

由于脉冲发生器与相位相干分析器的同步，因此提供了相干系统，该相干系统被配置为创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列。因此，该系统可用于绝对相位校准。

换句话说，避免了脉冲发生器的输出信号、即周期性输出序列与分析器的测量过程在时间上不对准，这可能产生在输出信号的频谱的模糊相位中。

因此，脉冲发生器和分析器的同步确保了可以消除脉冲发生器的频谱的相位模糊度。

通常，将脉冲发生器的输出信号与分析器在时间上对准的标记信号、即分析器的测量过程可以对应于电脉冲。例如，电脉冲涉及直接对准、即瞬时对准、具有预定延迟的对准或者更确切地说取决于时钟信号的对准。例如，标记信号可以涉及时钟信号的下一个边缘或下一个边缘之后的边缘。

通常，时钟信号的一个或多个边缘(也称为一个或多个时钟边缘)的位置由于噪声或者更确切地说抖动而移位。

因此，一个或多个边沿的位置也可能受到噪声或者更确切地说抖动的影响。

时钟信号可以具有特定的频率。时钟信号可以与由分析器输出的射频信号(RF信号)有关。

根据一个方面，脉冲发生器具有周期性序列，该周期性序列限定脉冲发生器在时钟信号的哪些周期上生成脉冲。例如，不是在时钟信号的每个下降沿生成脉冲，而是在每个第二下降沿生成脉冲(具有N＝2的分频器模式)。

特别地，该周期性序列是预设的或由用户可配置的。因此，系统的制造商可以预设与系统(特别是脉冲发生器)的默认设置相对应的某个周期性序列。可替选地或附加地，用户可以根据他的个人偏好来配置周期性序列。可以使能用户覆盖默认设置，即预设周期性序列。但是，可以将覆盖默认设置的权限分配给务必先登录的管理员或者更确切地说超级用户。

通常，周期性序列可以涉及分频器模式、伪随机二进制序列(PRBS)模式或定制周期性序列模式。相应的模式尤其取决于系统所使用的脉冲发生器的类型。因此，用户可以根据他的个人偏好来设置定制周期性序列。特别地，与分频器模式或者更确切地说PRBS模式有关的周期性序列可以由用户独立地调整。

根据实施例，标记信号是从分析器发出的分析器标记信号。分析器标记信号典型地在内部同步分析器的至少一个测量过程。因此，分析器标记信号可以对应于电脉冲，该电脉冲被分析器用于根据某个测量协议来同步内部测量。该电脉冲还可以用于在将分析器标记信号转发到脉冲发生器的同时将分析器和脉冲发生器彼此同步(时间对准)。

换句话说，通过使用分析器标记信号(例如短电脉冲)在时间上对准分析器的内部信号处理，该分析器标记信号限定了由分析器完成的部分测量的开始和结束。该分析器标记信号也可以用于使脉冲发生器与分析器同步，使得分析器和脉冲发生器在时间上彼此对准。

提供了另一个方面，其中脉冲发生器被配置为接收标记信号并将标记信号与时钟信号进行比较。因此，脉冲发生器接收标记信号，并且脉冲发生器将标记信号与时钟信号进行比较。标记信号可以对应于由分析器发出的分析器标记信号。分析器和脉冲发生器在时间上对准，这是因为将由脉冲发生器接收到的标记信号与也由脉冲发生器接收到的时钟信号进行比较。

换句话说，与脉冲发生器的输入信号有关的(分析器)标记信号被引入，以复位该脉冲发生器的输出信号的起点，即周期性输出序列。这允许脉冲发生器与分析器同步。因此，通过馈送分析器标记信号来建立分析器与脉冲发生器之间的同步，该分析器标记信号将分析器的部分测量的开始和停止典型地触发到脉冲发生器的触发接口，同时使用分析器标记信号复位脉冲发生器的输出序列的开始。因此，可以有效地消除脉冲发生器的输出信号的频谱的相位模糊度。

特别地，将接收到的标记信号与时钟信号中的边沿时间或者更确切地说时钟信号的边缘时间进行比较。

通常，相应时间对准可以进行一次。

接收到的标记信号可以在时钟信号的边缘或者更确切地说边沿之间移位，以避免产生相位模糊度的抖动，当在时钟信号的边缘或者更确切地说边沿上接收到标记信号时会发生抖动。可能会发生这种情况，这是因为标记信号可能在边缘或者更确切地说边沿的正前方或的正后方抖动。

根据另一实施例，标记信号对应于从脉冲发生器发出的触发信号。触发信号可以指示脉冲发生器的周期性序列的复位，即开始。因此，触发信号从脉冲发生器转发到分析器，以便使分析器(特别是内部测量过程)与脉冲发生器(时间上对准)同步。换句话说，从脉冲发生器发出的触发信号可以被分析器用来同步内部测量过程，该内部测量过程典型地由分析器标记信号完成。

特别地，分析器被配置为接收来自脉冲发生器的标记信号。由分析器接收到的标记信号对应于由脉冲发生器发出的触发信号。

因此，分析器可以在后处理中与脉冲发生器在时间上对准。这意味着测量结果可以由分析器以适当的方式进行后处理。

另一个方面提供了，标记信号由外部装置提供。外部装置可以将标记信号提供给分析器或者更确切地说脉冲发生器。接收来自外部装置(即分析器或者更确切地说脉冲发生器)的标记信号的相应组件可以将标记信号转发到系统的其他组件，即脉冲发生器或者更确切地说分析器。

可替选地，可以将由外部装置提供的标记信号同时转发到分析器和脉冲发生器，以便使分析器和脉冲发生器同步。

外部装置可以是计算机、信号发生器或被配置为发出触发信号的任何其他装置。

通常，脉冲发生器可以是梳状发生器。因此，脉冲发生器是典型地产生接收到的信号的多个谐波的信号发生器。

根据一个方面，脉冲发生器和分析器被集成在共同的装置中。共同的装置可以涉及矢量网络分析器或者更确切地说频谱分析器，其中共同的装置同时包含脉冲发生器(例如梳状发生器)和分析器，即具有相应分析功能的模块。

由于脉冲发生器和分析器集成在共同的装置中，因此可以在内部进行同步，使得可以在共同的装置的自校准模式下自动进行绝对相位校准。

因此，提供了用于任意周期性输出序列的同步脉冲发生器，这是因为相对于射频输入信号、即接收到的时钟信号，在明确限定的时间复位了输出信号，即周期性输出序列。

可替选地，分析器的内部测量过程与脉冲发生器的周期性序列同步，这也导致了可以用于绝对相位校准的相位相干系统。

附图说明

当结合附图时，通过参考以下详细描述，要求保护的主题的前述方面和许多附带的优点将变得更容易理解，这使它们变得更好理解，其中：

-图1示意性地示出了根据本发明实施例的系统，

-图2示出了在没有时间对准的情况下随时间变化的信号的概述，

-图3示出了具有时间对准的图2的概述，以及

-图4示意性地示出了根据本发明的系统的另一实施例。

具体实施方式

以下结合附图(其中相同的附图标记引用相同的元件)阐述的详细描述旨在作为所公开的主题的各种实施例的描述，而不旨在表示仅有的实施例。本公开中描述的每个实施例仅作为示例或说明提供，并且不应被解释为比其它实施例优选或有利。本文提供的说明性示例不旨在穷举或将所要求保护的主题限制为所公开的精确形式。为了本公开的目的，短语“A、B和C中的至少一个”例如是指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)，包括列出大于三个的元素时的所有进一步可能的排列。换句话说，术语“A和B中的至少一个”通常是指“A和/或B”，即单独的“A”、单独的“B”或“A和B”。

在图1中，示出了系统10，其包括彼此连接的分析器12和脉冲发生器14。

分析器12和脉冲发生器14可以被集成在共同的装置15中，或者更确切地说被分开形成。两个替代方案都在图1中示出，如脉冲发生器14的两个位置都由虚线示出。

分析器12具有信号输出16，例如射频输出，经由该信号输出16输出诸如连续波信号的射频信号，该射频信号被转发到脉冲发生器14。相应的信号在用作时钟信号的同时由脉冲发生器14接收。因此，脉冲发生器14具有连接到分析器12的信号输出16的时钟输入17。

此外，脉冲发生器14通过触发线18连接到分析器12，经由触发线18在分析器12和脉冲发生器14之间交换标记信号。因此，分析器12以及脉冲发生器14每个具有相应的触发接口19、20，分析器12和脉冲发生器14也经由触发接口19、20彼此互连。

因此，触发线18是系统10的一部分，其中触发线18用于发送标记信号，如稍后将更详细描述的。

另外，脉冲发生器14具有输出端21，经由该输出端21发出输出信号，该输出信号被转发到分析器12的输入端22。脉冲发生器14的输出信号对应于周期性输出序列。

因此，脉冲发生器14具有周期性序列，该周期性序列限定了脉冲发生器14在接收到的时钟信号的哪些周期上生成脉冲。这尤其在图2中示出，其示出了射频输入信号(RF输入信号)以及所产生的时钟信号。

通常，脉冲发生器14的周期性序列可以被分配给分频器模式、伪随机二进制序列模式或定制周期性序列模式。在图2中示出的示例中，周期性序列与分频器模式(N＝2)有关。实际上，脉冲的频率间隔由时钟信号频率的一半给出。

如图2中示出的，脉冲发生器14的输出信号、即周期性输出序列可以具有两个可能的状态，其具有180°的相移。因此，取决于脉冲发生器14的周期性序列的相应起点，在两个分频器输出信号的测量出的频谱之间发生180°的相移。这也称为相位模糊度。

因此，由于相位模糊度，因此绝对相位校准是不可能的。

为了克服该缺点，使用了经由触发线18交换的标记信号，该标记信号使脉冲发生器14与分析器12及时地同步(时间对准)。

换句话说，脉冲发生器14的输出信号与分析器12的内部测量过程在时间上对准。

因此，系统10可以采用绝对相位校准，这是因为由于被交换的标记信号而消除了脉冲发生器12的输出信号的频谱中的相位模糊度。

因此，系统10被配置为产生具有限定的绝对相位的周期脉冲，即脉冲发生器14的输出信号。换句话说，提供了相干系统10。

根据第一实施例，由分析器12提供的分析器标记信号经由触发线18从分析器12转发到脉冲发生器14，其用作所述标记信号。分析器标记信号将脉冲发生器14与分析器12在时间上对准。

实际上，脉冲发生器14的输出信号、特别是周期性输出序列与分析器12的测量协议同步，这是因为分析器标记信号典型地用于内部同步分析器12的测量过程。

换句话说，分析器标记信号典型地用于内部地触发分析器12的部分测量的开始和停止。

因此，通过将分析器标记信号馈送到脉冲发生器14来建立分析器12和脉冲发生器14之间的同步，这触发了分析器12的一个或多个部分测量的开始和停止。如图3中示出的，分析器标记信号用于对脉冲发生器14的输出信号的开始进行复位。因此，在由ΔT指示出的某段时间之后，脉冲发生器14的输出信号被复位。

这样，可以消除脉冲发生器14的频谱的相位模糊度，当比较图2和图3中示出的概述时，这变得显而易见。

相应地，经由触发线18引入用于脉冲发生器14的输入触发器。该输入触发器被脉冲发生器14接收，以便复位该脉冲发生器14的周期性(输出)序列的起点。

通常，由分析器标记信号建立的标记信号允许脉冲发生器14与分析器12同步，以便在时间上将脉冲发生器14与分析器12对准，特别是由分析器12进行的部分测量过程的开始。

相反，如上面提到的，如果脉冲发生器14的输出序列的开始未与分析器12在时间上对准，则脉冲发生器14的输出信号的频谱的相位在如图2中示出的分频器模式或者更确切地说伪随机二进制序列模式下是模糊的。

在图2中示出的示例中，脉冲发生器14的输出序列是被用作时钟信号的射频信号的频率的一半，同时为脉冲发生器14提供时钟频率。取决于脉冲发生器14的输出序列相对于时钟信号的时间开始，存在两种可能的状态，其相移为180°。这通常称为相位模糊度。

为了避免图2中示出的相位模糊度，标记信号、即短电脉冲用于使分析器12和脉冲发生器14同步。

接收标记信号、特别是分析器标记信号的脉冲发生器14被配置为将接收到的标记信号与接收到的时钟信号进行比较，特别是将其与时钟信号的边沿时间或者更确切地说边缘时间进行比较。

在另一个实施例中，标记信号也可以对应于由脉冲发生器14发出的触发信号。

因此，标记信号由脉冲发生器14提供并被转发到分析器12，以将分析器12和脉冲发生器14在时间上对准。因此，分析器12被配置为接收触发信号以便适当地同步其内部测量过程。

触发信号可以指示脉冲发生器14的周期性序列的复位，即开始，其用于同步分析器12的一个或多个内部测量过程，以便将分析器12和脉冲发生器14在时间上对准。

例如，分析器12在后处理中在时间上对准。

在图4中示出的可替选实施例中，标记信号由外部装置24提供。外部装置24可以将标记信号输入到分析器12和/或脉冲发生器14。

分析器12或者更确切地说脉冲发生器14可以将从外部装置24接收到的标记信号转发到系统10的另一组件，以便在分析器12和脉冲发生器14之间建立另外的触发线18。

例如，外部装置24发出标记信号，该标记信号被转发到分析器12，分析器12继而将该标记信号转发到脉冲发生器14。

可替选地，外部装置24发出标记信号，该标记信号被转发到脉冲发生器14，脉冲发生器14继而将标记信号转发到分析器12。

在另一替代方案中，出于时间对准的目的，外部装置24同时将标记信号转发到分析器12和脉冲发生器14，以便在分析器12和脉冲发生器14之间没有任何(直接)交互作用的情况下同步系统10的两个组件。

这些不同的替代方案全部都在图4中指示出，这是因为在分析器12、脉冲发生器14和外部装置24之间建立的相应触发线18由虚线示出。

如参照图1所描述的，脉冲发生器14和分析器12也可以被容纳在共同的装置中，使得它们被共同的壳体包围。

通常，脉冲发生器14可以由梳状发生器建立。分析器12可以是矢量网络分析器或者更确切地说频谱分析器。

如上面提到的，脉冲发生器14具有周期性序列，该周期性序列限定了脉冲发生器14在接收到的时钟信号的哪些周期上生成脉冲。因此，脉冲发生器14不一定务必在由时钟信号提供的每个边沿上生成脉冲。

所使用的周期性序列可以被预设和/或由系统10的用户可配置。因此，可以设置周期性序列的默认值。但是，如果需要的话，默认值可以由用户使用，或者更确切地说由用户覆盖。因此，周期性序列可以涉及分频器序列(分频器模式)、伪随机二进制序列(PRBS模式)或定制周期性序列(定制周期模式)。

通常，系统10确保提供用于任意周期性输出序列的脉冲发生器14，该脉冲发生器14在时间上与分析器12同步。实际上，相对于射频输入信号，即接收到的时钟信号，在限定明确的时间复位脉冲发生器14的周期性输出序列。这允许解决输出信号的任何相位模糊度，即周期性输出序列。因此，可以以连贯的方式使用周期性输出序列。因此，由于系统10中建立的触发线18在时间上对准分析器12和脉冲发生器14，因此系统10可以采用绝对相位校准。

Claims (15)

1.一种用于创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的系统，所述系统(10)包括：

相位相干分析器(12)；和

脉冲发生器(14)，

其中所述相位相干分析器(12)和所述脉冲发生器(14)彼此连接，所述脉冲发生器(14)具有连接到所述分析器(12)的时钟输入端(17)，用于接收来自所述分析器(12)的时钟信号，

所述系统(10)还包括触发线(18)，经由所述触发线(18)将标记信号提供给所述分析器(12)和所述脉冲发生器(14)中的至少一个，所述标记信号将所述脉冲发生器(14)的输出信号与所述分析器(12)的测量过程在时间上对准。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脉冲发生器(14)具有周期性序列，所述周期性序列限定了所述脉冲发生器(14)在所述时钟信号的哪些周期上生成脉冲，特别是其中所述周期性序列是预设的或者由用户可配置的。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述周期性序列与分频器模式、伪随机二进制序列模式或定制周期性序列模式有关。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述标记信号是从所述分析器(12)发出的分析器标记信号，所述分析器标记信号在内部同步所述分析器(12)的至少一个测量过程。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述脉冲发生器(14)被配置为接收所述标记信号并且将所述标记信号与所述时钟信号进行比较。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述标记信号对应于从所述脉冲发生器(14)发出的触发信号。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述分析器(12)被配置为接收来自所述脉冲发生器(14)的标记信号。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述脉冲发生器(14)是梳状发生器。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述脉冲发生器(14)和所述分析器(12)被集成在共同的装置(15)中。

10.一种创建具有限定的绝对相位的周期性脉冲序列的方法，其具有以下步骤：

-在分析器(12)和脉冲发生器(14)之间建立连接，

-从所述分析器(12)向所述脉冲发生器(14)提供时钟信号，

-建立到所述分析器(12)和所述脉冲发生器(14)中的至少一个的触发线(18)，并且

-提供标记信号，所述标记信号使所述脉冲发生器(14)的输出信号与所述分析器(12)的测量过程在时间上对准。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述脉冲发生器(14)接收所述标记信号，并且所述脉冲发生器(14)将所述标记信号与所述时钟信号进行比较。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述标记信号是从所述分析器(12)发出的分析器标记信号，所述分析器标记信号在内部同步所述分析器(12)的至少一个测量过程。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述标记信号对应于从所述脉冲发生器(14)发出的触发信号。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的方法，其中，所述分析器(12)接收来自所述脉冲发生器(14)的标记信号，和/或其中所述分析器(12)在后处理中与所述脉冲发生器(14)在时间上对准。

15.根据权利要求10至14中的任一项所述的方法，其中，所述标记信号由外部装置(24)提供。

Images