DE102005027925A1

DE102005027925A1 - Netzwerkanalysator, der eine automatische Torerweiterungskalibrierung und ein Verfahren zum Betrieb umfasst

Info

Publication number: DE102005027925A1
Application number: DE102005027925A
Authority: DE
Inventors: Joel Sebastopol Dunsmore
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2006-03-30
Also published as: JP2006078479A; US20060055394A1; US7088087B2

Abstract

Bei einem Ausführungsbeispiel weist ein Verfahren zum automatischen Kalibrieren eines Netzwerkanalysators zum Messen von Testobjekten (DUTs) unter Verwendung einer Testvorrichtung das Erzeugen eines Stimulussignals an einem entsprechenden Tor, das mit der Testvorrichtung gekoppelt ist; das Messen der Reflexion des Stimulussignals an dem entsprechenden Tor, um Messdaten zu erzeugen, wobei die Messdaten eine Phasenantwort der Testvorrichtung reflektieren; das Verarbeiten der Messdaten zum Kompensieren von Welligkeiten, die durch eine Impedanzfehlanpassung an einer Kopplung erzeugt werden, die dem Netzwerkanalysator und der Testvorrichtung zugeordnet ist; und das Einstellen einer Torerweiterungseinstellung des Netzwerkanalysators gemäß der Verarbeitung auf.

Description

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf das Kalibrieren von Netzwerkanalysatoren, um Messungen unter Verwendung von Testvorrichtungen auszuführen.

Netzwerkanalysatoren sind Vorrichtungen, die verwendet werden, um die Hochfrequenz-Charakteristika (HF-Charakteristika) von verschiedenen Testobjekten (DUTs; DUT = device under test) zu bestimmen. In vielen Situationen ist ein DUT eine relativ kleine Komponente, die entworfen ist, um mit einem Spurenkontaktpunkt auf einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB; PCB = printed circuit board) schnittstellenmäßig verbunden zu werden. Viele Netzwerkanalysatoren verwenden üblicherweise eine Schnittstelle, die angepasst ist, um eine Koaxialkopplung zu empfangen. Um ein DUT zu testen, die entworfen ist, um auf einer PCB unter Verwendung eines solchen Netzwerkanalysators eingesetzt zu werden, wird häufig eine Testvorrichtung eingesetzt. Eine Testvorrichtung ist allgemein eine spezialisierte Vorrichtung, die angepasst ist, um ohne weiteres ein DUT aufzunehmen, und die das DUT elektrisch mit einem oder mehreren Toren eines Netzwerkanalysators koppelt.

Für viele DUTs (wie z. B. symmetrische Filter, Balune, symmetrische Verstärker etc.) hängen die zugehörigen Verhaltungsmessungen sowohl von der Stärke als auch der Phase der Signale ab, die an jedes Tor angelegt und an demselben empfangen werden. In dem Fall von symmetrischen Vorrichtungen ist es relativ wichtig, dass die Verzögerungsphase jedes Testvorrichtungstors identisch zwischen den symmetrischen Torpaaren ist. Die Verwendung von Netzwerkanalysatoren und Testvorrichtungen zum Durchführen solcher Messungen stellt jedoch Schwierigkeiten dar. Genauer gesagt ist es üblich, unterschiedliche Weglängen an unterschiedlichen Toren unter Verwendung der Testvorrichtungs-/Netzwerkanalysator-Konfigurationen zu erfahren. Die Abweichungen können aus PCB-Layout-Einschränkungen, Herstellungsprozess-Beschränkungen und/oder aus anderen Gründen resultieren.

„Torerweiterungen" für Netzwerkanalysatoren wurden entwickelt, die versuchen, den Unterschied bei Weglängen zwischen Toren eines Netzwerkanalysators zu adressieren. Eine Torerweiterung schafft eine mathematische Verzögerung für die Ergebnisse, die an einem entsprechenden Tor gemessen werden. Die mathematische Verzögerung modelliert den linearen Abschnitt der Phasenantwort, die aus den Differenzen bei der elektrischen Länge eines Testaufbaus resultiert.

Genauer gesagt ist eine Torerweiterungsfunktionalität üblicherweise wirksam durch Definieren eines jeweiligen Verzögerungswerts für jedes Tor. Nachdem Messungen gemacht wurden, wendet der Netzwerkanalysator eine Phasenkompensation an die Messdaten an, unter Verwendung der definierten Verzögerungswerte, abhängig von den beteiligten Toren. Wenn z. B. Reflexionsmessungen durchgeführt werden, wird zwei Mal die Verzögerung, die für ein gegebenes Tor definiert ist, verwendet, um die Verzögerung in dem einfallenden Signal und dem reflektierten Signal zu kompensieren. Für Übertragungsmessungen werden die Verzögerung des Einfalls-Tors und die Verzögerung des Antwort-Tors verwendet, um die Verzögerung des elektrischen Wegs zwischen den zwei unterschiedlichen Toren zu kompensieren. Jeder Phasenkompensationswert für die verschiedenen Frequenzen der Frequenzspanne wird dann berechnet durch Multiplizieren der Gesamtverzögerung mit der entsprechenden Frequenz des Phasenkompensationswerts. Dementsprechend, durch geeignetes Anwenden der Phasenkompensationswerte, kompensieren die Daten, die durch den Netzwerkanalysator geliefert werden, die Verzögerung, die durch die Testvorrichtung eingebracht wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum automatischen Kalibrieren eines Netzwerkanalysators und einen Netzwerkanalysator mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und 11 und durch einen Netzwerkanalysator gemäß Anspruch 16 gelöst.

Obwohl bekannte Netzwerkanalysatoren eine Anzahl von vorteilhaften Charakteristika bereitstellen, besitzen bekannte Netzwerkanalysatoren Einschränkungen. Genauer gesagt ist es erforderlich, dass Benutzer von bekannten Netzwerkanalysatoren die entsprechenden Werte bestimmen, die über Torerweiterungen angewendet werden sollen. Dementsprechend kann die Kalibrierung eines Netzwerkanalysators zum Ausführen eines Testens unter Verwendung einer Testvorrichtung zeitaufwändig sein und unterliegt einem Grad an Ungenauigkeit.

Einige darstellende Ausführungsbeispiele richten sich auf Systeme und Verfahren zum automatischen Kalibrieren eines Netzwerkanalysators, um Messoperationen unter Verwendung einer Testvorrichtung auszuführen. Genauer gesagt werden S11-Messungen einer bekannten Reflexion durchgeführt, woraus Phasenreferenzen erzeugt werden können. „S11-Messungen" beziehen sich auf Messungen, die durch einen Netzwerkanalysator unter Verwendung eines Streuungsparametermodells durchgeführt werden, wobei sich „S11" auf das Verhältnis eines reflektierten Signals zu einem einfallenden Signal an dem selben Tor bezieht. Die bekannte Reflexion kann aus einer Leerlaufschaltung (z. B. Weglassen des DUT aus der Testvorrichtung) und/oder einer Kurzschlussschaltung resultieren. Das Verarbeiten der Messdaten kann durchgeführt werden, um Fehler in der Phasenantwort zu berücksichtigen, die aus einer schlechten Quell-/PCB-Anpassung des Testaufbaus resultieren. Die Verarbeitung ermöglicht einen größeren Grad an Genauigkeit bei der Berechnung der Verzögerung, die durch die verschiedenen Torverbindungen mit der Testvorrichtung präsentiert wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel;
2 eine Amplitudenantwort, eine umwickelte Phasenantwort (begrenzt auf den Bereich von –π bis +π Radian), und eine Verzögerungsantwort einer Testvorrichtung, die den Leerlaufstandard gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel verwendet;
3 eine Linie, die in entumwickelte Phasendaten eingepasst ist (der absolute Wert der Phase darf größer sein als π Radian), gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel;
4 ein anderes Flussdiagramm gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel;
5 einen Netzwerkanalysator gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel; und
6 ein Flussdiagramm zum Verarbeiten von Daten, um eine Torerweiterungsfunktionalität gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel zu kalibrieren.
Bei einigen darstellenden Ausführungsbeispielen wird ein Stimulus-Signal der Reihe nach zu mehreren Toren eines Netzwerkanalysators geliefert, und Reflexionsmessungen werden an jedem der mehreren Tore durchgeführt. Die Reflexionsmessungen werden verwendet, um die Verzögerung zu schätzen, die der Testvorrichtung durch jedes Tor zugeordnet ist. Zusätzlich dazu weist die Koaxial-zu-PCB-Verbin dung der Testvorrichtungen häufig eine relativ schlechte Impedanzanpassung auf. Eine schlechte Impedanzanpassung führt zu bedeutenden Welligkeiten, wenn der Leerlaufstandard verwendet wird, um die Reflexionsmessungen zu erhalten. Ferner kann eine Koppler-/Brücken-Richtwirkung Welligkeiten in die Reflexionsmessungen einbringen. Dementsprechend schätzen einige darstellende Ausführungsbeispiele die Verzögerung, die mehreren Toren eines Netzwerkanalysators zugeordnet ist, der mit einer Testvorrichtung gekoppelt ist, durch geeignetes Verarbeiten von Phasenantwortwerten, die mehreren Frequenzen zugeordnet sind.
Bezug nehmend nun auf die Zeichnungen, zeigt 1 ein Flussdiagramm zur Operation eines Netzwerkanalysators gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird das Flussdiagramm unter Verwendung von geeigneten Software-Anweisungen oder Code implementiert, die bzw. der durch einen Prozessor des Netzwerkanalysators ausgeführt werden bzw. wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine integrierte Schaltungsanordnung alternativ oder zusätzlich verwendet werden, um einen Abschnitt des Flussdiagramms oder das gesamte Flussdiagramm zu implementieren.
Bei Schritt 101 wird ein Kurzschlussstandard oder ein Leerlaufstandard für nachfolgende Messungen ausgewählt. Der Kurzschlussstandard bezieht sich auf eine ideale elektrische Verbindung, die eine Eins-Reflexion mit 180 Grad Phasenverschiebung aufweist. Messungen nach dem Kurzschlussstandard erhalten üblicherweise die Antwort von dem Testvorrichtungsaufbau, wenn eine geeignete Testausrüstungskomponente in die Testvorrichtung eingefügt ist. Der Leerlaufstandard bezieht sich auf eine nicht abgeschlossene Übertragungsleitung. Der Leerlaufstandard wird gemessen durch Weglassen einer Platzierung eines Elements innerhalb der Testvorrichtung und somit ist der Schaltungsweg „offen" bzw. „im Leerlauf". Die Auswahl des Standards kann auftreten durch Empfangen einer geeigneten Eingabe von dem Benut zer eines Netzwerkanalysators durch eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI) oder eine andere Schnittstelle. Ein anderer geeigneter Reflexionsstandard kann verwendet werden, wenn die Phase-über-Frequenz-Antwort des Standards bekannt ist oder angenommen werden kann.
Bei Schritt 102 wird ein Tor des Netzwerkanalysators zur Kalibrierung ausgewählt. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel wählt eine geeignete Softwareschleife ein entsprechendes Tor aus, durch iteratives schrittweises Bewegen durch jedes Tor, das an der Vorrichtung verfügbar ist. Alternativ kann der Benutzer manuell das Tor durch eine GUI oder eine andere Schnittstelle auswählen.
Bei Schritt 103 wird ein Signal an dem ausgewählten Tor erzeugt. Bei Schritt 104 werden Reflexionsmessungen an dem ausgewählten Tor durchgeführt. Bei Schritt 105 werden die Messungen verarbeitet, um die Antwort über eine Frequenzspanne zu bestimmen. Die Verarbeitung kann eine Vektorfehlerkorrektur umfassen. Es ist üblich, eine Vektorfehlerkorrektur an dem koaxialen Tor durchzuführen, bevor die Testvorrichtung angeschlossen wird. Auf diese Weise tritt nur der Fehler der Testvorrichtung selbst in die Messung ein. Bei Schritt 106 werden die Antwortdaten für eine nachfolgende Verarbeitung gespeichert.
Bei Schritt 107 wird ein logischer Vergleich durchgeführt, um zu bestimmen, ob zusätzliche Tore zum Testen vorliegen. Wenn ja, kehrt der Prozessfluss zu Schritt 102 zurück. Bei Schritt 108 wird ein logischer Vergleich durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Prozess für den anderen Standard wiederholt werden soll. Wenn der logische Vergleich wahr ist, kehrt der Prozessfluss zu Schritt 102 zurück, um den Prozess unter Verwendung des anderen Standards auszuführen. Bei Schritt 109 endet der Messprozess.
2 zeigt eine Amplitudenantwort 201, eine Phasenantwort 202 und eine Verzögerungsantwort 203, die Reflexionsmessun gen einer Testvorrichtung zugeordnet sind, die den Leerlaufstandard gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel verwendet. Die Antworten, die dem Leerlaufstandard zugeordnet sind, können als eine gerichtete Normierung der korrekten Spur verwendet werden, wenn ein Testen von DUTs auftritt. Wie jedoch in 2 ersichtlich ist, weisen die Antworten 201 – 203 eine Welligkeit auf. Die Welligkeiten bei den Antworten 201 – 203 zeigen Fehler an, die durch die schlechte Quellanpassung (die Koaxial-zu-PCB-Verbindung) des Messsystems und der Leerlaufantwort verursacht werden. Wie vorangehend erörtert wurde, wählt die Torerweiterungsfunktionalität einen einzelnen Verzögerungswert aus, um die Anwendung einer Phasenkompensation an Messdaten zu steuern. Da jedoch die Verzögerungsantwort 203 Welligkeiten aufweist, ist es nicht direkt ersichtlich, welcher Wert über die Frequenzspanne der Verzögerungsantwort 203 geeignet zum Charakterisieren des entsprechenden Tores wäre. Ferner ist ein übliches manuelles Verfahren zum Extrahieren einer Verzögerung das Offenlassen bzw. im Leerlauf lassen des Tors, Betrachten der Phasenantwort und Anwenden verschiedener Torerweiterungswerte, bis die Spur flach ist. Das Verfahren ist zeitaufwändig, unterliegt einer Interpretation und erfordert einen Fachmann. Zusätzlich dazu kann die Welligkeit bei der Messung die korrekte Interpretation des Ergebnisses verschleiern.
Es ist möglich, den Quellanpassungsbeitrag deutlich zu verringern, durch Verwenden eines Mittelwerts des Leerlaufstandards und des Kurzschlussstandards. Die mittleren Antworten des Leerlauf- und Kurzschluss-Standards können dann als eine Normierung an die Messungen der DUTs unter Verwendung der Testvorrichtung angewendet werden. In einigen Testsituationen ist es jedoch nicht ohne weiteres durchführbar, Messungen unter Verwendung des Kurzschlussstandards auszuführen, und ausschließlich Leerlaufstandardmessungen werden angewendet. Einige repräsentative Ausführungsbeispiele verarbeiten die Messdaten, die von dem Leerlaufstandard erhalten werden, um die Fehler zu mindern, die durch die schlechte Quellanpassung des Testsystems erzeugt werden.
Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird der Mittelwert der Gruppenverzögerungswerte, die mehreren Frequenzen über eine Frequenzspanne zugeordnet sind, verwendet, um die Fehler zu adressieren, die der schlechten Quellanpassung des Testsystems zugeordnet sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Linieneinpassungsalgorithmus an entumwickelte Phasenwerte angewendet, um die Fehler zu adressieren, die einer schlechten Quellanpassung des Testsystems zugeordnet sind.
In der Praxis erzeugen die Werte des Mittelungsverfahrens und des linearen Einpassungsverfahrens häufig ungefähr das selbe Ergebnis. Die Mathematik jedoch, die der Mittelungsoperation zugeordnet ist, ist anfällig für eine Abfälschung der Phasenwerte, die der ersten und letzten Frequenz einer Frequenzspanne zugeordnet sind. Die Gruppenverzögerung für eine entsprechende Frequenz in einer Frequenzspanne wird unter Verwendung der Differenz bei den Phasenwerten berechnet, die Frequenzen benachbart zu der entsprechenden Frequenz zugeordnet sind. Genauer gesagt kann ein entsprechender Gruppenverzögerungswert wie folgt ausgedrückt werden: gd_i = –(Φ_i – Φ_i+1)/(f_i – f_i+1). Die gemittelte Gruppenverzögerung ist dann: 1/N Σ gd_i für i = 1 bis N. Der Ausdruck f_i – f_i+1 ist üblicherweise konstant (Δf) über die Frequenzspanne und kann außerhalb der Summierung bewegt werden, wodurch die mittlere Gruppenverzögerung angegeben wird als: –1/N Δf Σ(Φ_i – Φ_i+1) für i = 1 bis N. Dementsprechend werden die Zwischenphasenwerte einfach gelöscht und nur der erste und der letzte Phasenwert tragen zu der mittleren Gruppenverzögerung über die Frequenzspanne bei. Zum Beispiel umfasst die Summierung –Φ₂ für i = 1 und Φ₂ für i = 2. Somit bleiben nur der erste und der letzte Phasenwert (Φ₁ – Φ_N+1), nachdem die Summierung abgeschlossen ist. Wenn der erste oder der letzte Phasenwert abgefälscht sind (z. B. durch Rauschen), ist auch der mittlere Gruppenverzögerungswert abgefälscht.
Umwickelte Phasenwerte sind in der Phasenantwort 202 aus 2 ersichtlich. Die umwickelten Phasenwerte sind auf Werte zwischen –π und π eingeschränkt. Da die umwickelten Phasenwerte auf diesen Bereich eingeschränkt sind, erzeugt die Einpassung einer Linie in die umwickelten Werte üblicherweise keine genaue Schätzung der Verzögerung, die einem jeweiligen Tor zugeordnet ist. Entumwickelte Phasenwerte können durch Erfassen einer absoluten Phasenänderung von π oder größer und Addieren oder Subtrahieren von 2π abhängig von dem Wert der Phasenänderung berechnet werden. Entumwickelte Phasenwerte sind in 3 gezeigt, die nicht auf Werte zwischen –π und π eingeschränkt sind. Die Verwendung von entumwickelten Phasenwerten ermöglicht, dass ein Linieneinpassungsalgorithmus die Verzögerung des Testvorrichtungsaufbaus genau schätzt.
3 zeigt einen Graph 300, der entumwickelte Phasendaten und eine lineare Einpassung in die entumwickelten Phasendaten umfasst. Wie bei Graph 300 gezeigt ist, leidet Punkt 301 unter einer Abfälschung aufgrund von Rauschen oder einer anderen Auswirkung. Obwohl die Methode der kleinsten Quadrate verwendet wird, um bei einem Ausführungsbeispiel eine Linie in die entumwickelten Phasendaten einzupassen, kann jedes geeignete Linieneinpassungsverfahren verwendet werden. Wie in 3 ersichtlich ist, leidet der Abschluss der eingepassten Linie nicht unter einer Abfälschung bei Punkt 302, aufgrund der Abfälschung von Punkt 301 der zugrunde liegenden Phasendaten.
Dementsprechend wird bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel die Verzögerung aus der eingepassten Linie berechnet und unterliegt somit weniger einem Rauschen oder einer anderen Signalabfälschung. Genauer gesagt ist die Gruppenverzögerung das Maß der Neigung der Phasenantwort. Da die eingepasste Linie verwendet wird, um den linearen Abschnitt der Phasenantwort zu modellieren, wird die Neigung der eingepassten Linie vorzugsweise verwendet, um den Verzögerungswert für die Torerweiterung zu berechnen. Wie vorangehend erörtert wurde, wendet eine Torerweiterungsfunktionalität eine Nullphasenkompensation bei DC an. Wenn jedoch ein Einpassungsalgorithmus verwendet wird, wird wahrscheinlich ein Y-Abschnittspunkt ungleich Null (ein Wert Ungleich-Null bei DC) erzeugt. Der Y-Abschnitt ungleich Null führt zu einer Phase, die von einer verzögerungsbasierten Phase versetzt ist (die einen Y-Abschnitt von Null aufweist). Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Verzögerung für den Y-Abschnitt ungleich Null durch Addieren einer Versatzverzögerung mit einem Wert kompensiert, der den Phasenversatzwert bei der Hälfte der Frequenzspanne ergibt. Somit weist die Phasenantwort unter Verwendung der Neigung der eingepassten Linie und des entsprechenden Phasenversatzes gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Null-Kompensation bei der niedrigsten Frequenz, die Hälfte des Y-Abschnitts an dem Mittelpunkt und zwei Mal den Y-Abschnitt bei der höchsten Frequenz auf.
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Verarbeiten von Daten, um eine Torerweiterungsfunktionalität gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel zu kalibrieren. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird das Flussdiagramm unter Verwendung von geeigneten Softwareanweisungen oder Code implementiert, der durch einen Prozessor des Netzwerkanalysators ausgeführt wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die integrierte Schaltungsanordnung alternativ oder zusätzlich verwendet werden, um einen Abschnitt des Flussdiagramms oder das gesamte Flussdiagramm zu implementieren.
Bei Schritt 401 werden entumwickelte Phasenwerte aus einem Speicher wiedergewonnen, für ein Tor, das kalibriert werden soll. Bei Schritt 402 wird eine Linie in die Phasenwerte über eine Frequenzspanne eingepasst, z. B. unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate. Bei Schritt 403 wird die Verzögerung unter Verwendung der Neigung der eingepass ten Linie extrahiert. Bei Schritt 404 wird die Versatzverzögerung derart berechnet, dass die Phasenantwort eine Null-Kompensation bei der niedrigsten Frequenz, die Hälfte des Y-Abschnitts an dem Mittelpunkt und zwei Mal den Y-Abschnitt bei der höchsten Frequenz aufweist. Bei Schritt 405 wird die Torerweiterungsfunktionalität des ausgewählten Tors dann geeignet auf die entsprechende Einstellung eingestellt. Da die anfänglichen Messungen unter Verwendung von Reflexionsmessungen durchgeführt wurden, zeigen die entumwickelten Phasenwerte zwei Mal die Verzögerung an, die durch die Testvorrichtung an dem entsprechenden Tor präsentiert wird. Dementsprechend wird vorzugsweise eine Teilung durch Zwei während des Verzögerungsberechnungsprozesses durchgeführt, um die Verzögerung des Tors ordnungsgemäß zu berücksichtigen.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Netzwerkanalysators 500 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Der Netzwerkanalysator 500 umfasst typische Elemente, die Netzwerkanalysatoren gemeinsam sind. Zum Beispiel umfasst der Netzwerkanalysator 500 einen Prozessor 504 zum Steuern der Operationen des Netzwerkanalysators 500. Der Netzwerkanalysator 500 umfasst ferner einen Speicher 505 zum Speichern von Messdaten zur Verarbeitung. Der Netzwerkanalysator 500 umfasst eine Anzeige 501 zum Präsentieren von Messdaten, Benutzerschnittstellen und/oder ähnlichem, und Benutzersteuerungselemente 502, um eine Benutzersteuerung über die Operationen des Netzwerkanalysators 500 zu ermöglichen. Der Netzwerkanalysator 500 umfaßt mehrere koaxiale oder andere Tore 503, um Signale zum Anlegen an ein DUT zu erzeugen und um Signale von einem DUT während Testoperationen zu empfangen.
Der Netzwerkanalysator 500 umfasst vorzugsweise eine Logik (Softwareanweisungen, integrierte Schaltungsanordnung und/oder ähnliches) zum Ausführen einer automatischen Kalibrierung einer Torerweiterungsfunktionalität. Zum Beispiel, wie in 5 gezeigt ist, wird ein nicht-flüchtiger Speicher 506 verwendet, um Softwareanweisungen oder Code zu speichern, die die Operationen des Netzwerkanalysators 500 definieren. Der nicht-flüchtige Speicher 506 umfasst Signalverarbeitungsalgorithmen 507, die eine typische Spektralanalyse von Messdaten durchführen. Der Signalverarbeitungsalgorithmus 507 umfasst eine Torerweiterungsfunktionalität, um Differenzen bei den elektrischen Längen zwischen einer Testvorrichtung und Toren 503 zu adressieren. Der nicht-flüchtige Speicher 506 umfasst ferner ein Torerweiterungskalibrierungsmodul 508, das Reflexionssignale von den Toren 503 misst und Torerweiterungseinstellungen 509 nach der Verarbeitung der Messdaten berechnet.
Die Extrahierung der Phasenantwort zum Bestimmen der geeigneten Torerweiterungskalibrierung geht davon aus, dass die Punktbeabstandung ausreichend dicht ist, so dass weniger als 180 Grad zwischen Messpunkten vorliegen. Eine Suche kann durchgeführt werden, wo die Datenpunktdichte erhöht wird (unter Verwendung einer interpolierten Fehlerkorrektur während der Messung, falls erforderlich), der Verzögerungsgewinn kann erneut berechnet werden und die erneut berechnete Verzögerung kann mit der Verzögerung bei der niedrigeren Punktdichte verglichen werden. Wenn die Verzögerung im Wesentlichen die gleiche bleibt, werden die Punkte nicht verfälscht. Wenn die Verzögerungen im Wesentlichen unterschiedlich sind, wird das Verfahren zum Erhöhen der Datenpunktdichte wiederholt, bis die Verzögerung im Wesentlichen gleich bleibt. Ein Extrahieren der Verzögerung auf diese Weise kann die Wirkung einer schlechten Vorrichtungs-/Quell-Anpassung angemessen minimieren und sicherstellen, dass eine ordnungsgemäße Verzögerung für elektrisch lange Vorrichtungen bestimmt wird, ohne die Interpretation durch den Benutzer zu benötigen.
6 zeigt ein Flussdiagramm zum Verarbeiten von Daten zum automatischen Extrahieren eines Torerweiterungswerts gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird das Flussdiagramm unter Verwendung von geeigneten Softwareanweisungen oder Code (wie z. B. einem Torerweiterungs-Kalibrierungsmodul 508 aus 5) implementiert, die durch einen Prozessor des Netzwerkanalysators ausgeführt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die integrierte Schaltungsanordnung alternativ oder zusätzlich eingesetzt werden, um einen Abschnitt des Flussdiagramms oder das gesamte Flussdiagramm zu implementieren.
Bei Schritt 601 wird ein Torerweiterungswert für ein Tor berechnet, durch Einpassen einer Linie in die anfänglichen entumwickelten Phasenwerte. Bei Schritt 602 wird die Punktdichte erhöht. Bei Schritt 603 wird die Verzögerung für das Tor erneut berechnet, durch Einpassen einer Linie in die entumwickelten Phasenwerte, die der erhöhten Punktdichte zugeordnet sind. Bei Schritt 604 wird ein logischer Vergleich durchgeführt, um zu bestimmen, ob die neu berechnete Verzögerung im Wesentlichen die gleiche ist wie die vorangehende Verzögerung. Wenn nicht, kehrt der Prozessfluss zu Schritt 602 zurück, um die Punktdichte wieder zu erhöhen und die Verzögerung erneut zu berechnen. Wenn die erneut berechnete Verzögerung im Wesentlichen die gleiche ist, fährt der Prozessfluss mit Schritt 605 fort, wo die neu berechnete Verzögerung verwendet wird, um die Torerweiterungsfunktionalität zu berechnen.
Wenn das Netzwerkanalysatorwobbeln unter Verwendung eines segmentierten Wobbelns erfolgt, wo die Punktdichte bei jedem Segment vielleicht nicht die gleiche ist und die Segmente möglicherweise nicht gleichmäßig verteilt sind (wobei jedes Segment eine ausreichende Punktdichte aufweist), wird die Verzögerung der individuellen Segmente unter Verwendung einer entumwickelten Phase für jedes Segment bestimmt. Ein erster und letzter Phasenpunkt für jedes Segment wird bestimmt. Die erste und letzte Frequenz werden an die extrahierte Verzögerung für das Segment angelegt, was eine Segment-Deltaphase und eine Segment-Deltafrequenz ergibt. Die Gesamtverzögerung wird durch Berechnen der Summe der Deltaphasen und Teilen durch die Summe aller Deltafrequenzen bestimmt.
Durch Kalibrieren der Torerweiterungsfunktionalität ermöglichen einige darstellende Ausführungsbeispiele, dass Netzwerkanalysatormessungen genauer und auf effizientere Weise durchgeführt werden. Es müssen nicht unbedingt mehrere manuelle Kalibrierungsoperationen auftreten. Messungen unter Verwendung mehrerer Standards zur Kalibrierung der Torerweiterungsfunktionalität müssen nicht unbedingt auftreten. Ferner ermöglicht eine geeignete Verarbeitung der Messdaten eine relativ genaue Schätzung der Verzögerung, die durch eine Testvorrichtung vorgelegt wird, die bestimmt werden soll, trotz Welligkeiten in Antwortdaten aufgrund von schlechter Quellanpassungscharakteristika.

Claims

Verfahren zum automatischen Kalibrieren eines Netzwerkanalysators zum Messen von Testobjekten (DUTs) unter Verwendung einer Textvorrichtung, das folgende Schritte aufweist: Erzeugen (103) eines Stimulussignals an einem entsprechenden Tor, das mit der Testvorrichtung gekoppelt ist; Messen (104) einer Reflexion des Stimulussignals an dem entsprechenden Tor, um Messdaten zu erzeugen, wobei die Messdaten eine Phasenantwort der Testvorrichtung reflektieren; Verarbeiten der Messdaten, um Welligkeiten zu kompensieren, die durch eine Impedanzfehlanpassung an einer Kopplung erzeugt werden, die dem Netzwerkanalysator und der Testvorrichtung zugeordnet ist; und Einstellen (405) einer Torerweiterungseinstellung des Netzwerkanalysators gemäß der Verarbeitung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Reflexion ein Kurzschlussstandard ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Reflexion ein Leerlaufstandard ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner folgenden Schritt aufweist: Anwenden einer Vektorfehlerkorrektur an die Reflexionsmessung.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Verarbeiten das Mitteln der Messdaten mit Messda ten aufweist, die aus Reflexionsmessungen erhalten werden, die mehreren Standards zugeordnet sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Verarbeiten das Berechnen eines mittleren Gruppenverzögerungswerts über eine Frequenzspanne aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Verarbeiten das Einpassen einer Linie in Phasenwerte aufweist, die aus den Messdaten (402) erhalten werden.
Verfahren gemäß Anspruch 7, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bestimmen (403) eines Verzögerungswerts aus einer Neigung der eingepassten Linie.
Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bestimmen eines Versatzwerts aus dem Verzögerungswert, wobei das Einstellen der Torerweiterungseinstellung den Versatzwert derart anwendet, dass eine Null-Kompensation bei der niedrigsten Frequenz bereitgestellt wird, eine Kompensation von der Hälfte eines Y-Abschnitt-Werts der eingepassten Linie an einer Mittelpunktfrequenz angewendet wird und eine Kompensation von zwei Mal dem Y-Abschnitt-Wert an eine höchste Frequenz angewendet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das ferner folgenden Schritt aufweist: Entfernen der Umhüllung der Phasenantwort, bevor die Verarbeitung durchgeführt wird.
Verfahren zum automatischen Kalibrieren eines Netzwerkanalysators zum Messen von Testobjekten (DUTs) unter Verwendung einer Testvorrichtung, das folgende Schritte aufweist: Messen einer Reflexion eines Stimulussignals an einem entsprechenden Tor des Netzwerkanalysators, um Messdaten zu erzeugen, wobei die Messdaten eine Phasenantwort der Testvorrichtung gemäß einem Leerlaufstandard reflektieren; wiederholtes Berechnen von Verzögerungswerten, die der Testvorrichtung zugeordnet sind, durch Einpassen einer Linie in die Messdaten, bis ein aktueller Verzögerungswert im Wesentlichen der selbe wie ein vorangehender Verzögerungswert ist, wobei das wiederholte Berechnen in Verbindung mit einem sukzessiven Erhöhen der Punktdichte ausgeführt wird, die den Messdaten zugeordnet ist; und Einstellen einer Torerweiterungseinstellung des Netzwerkanalysators unter Verwendung von einem der berechneten Verzögerungswerte.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem das wiederholte Berechnen folgenden Schritt aufweist: Bestimmen einer Neigung einer entsprechenden Linie, die in die Messdaten eingepasst ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bestimmen eines Versatzwerts aus dem Verzögerungswert, wobei das Einstellen der Torerweiterungseinstellung den Versatzwert derart anwendet, dass eine Null-Kompensation bei der niedrigsten Frequenz bereitgestellt wird, eine Kompensation von einer Hälfte eines Y-Abschnittwerts der eingepassten Linie bei einer Mittelpunktfrequenz angewendet wird und eine Kompensation von zwei Mal dem Y-Abschnittswert bei einer höchsten Frequenz angewendet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem das wiederholte Berechnen eine Methode der kleinsten Quadrate verwendet, um eine Linie in Messdaten einzupassen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, das ferner folgenden Schritt aufweist: Aufheben der Umhüllung der Phasenantwortwerte vor dem Durchführen des wiederholten Berechnens.
Netzwerkanalysator (500), der folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Toren (503) zur Anwendung von Stimulussignalen an ein Testobjekt (DUT) und zum Messen von Signalen von dem DUT; eine Signalverarbeitungslogik (507) zum Durchführen einer Spektralanalyse von Messungen, die an der Mehrzahl von Toren ausgeführt werden, wobei die Signalverarbeitungslogik eine Torerweiterungskompensation an Phasendaten anwendet, die durch die Spektralanalyse erzeugt werden; eine Logik zum Verarbeiten von Reflexionsmessdaten (508) während eines Kalibrierungsmodus des Netzwerkanalysators, um Schätzungen der Verzögerung aus der Mehrzahl von Toren zu einer Testvorrichtung zu erzeugen, die verwendet wird, um DUTs zu halten; und eine Logik zum Einstellen von Torerweiterungseinstellungen ansprechend auf die Logik zum Verarbeiten.
Netzwerkanalysator (500) gemäß Anspruch 16, bei dem die Logik zum Verarbeiten von Reflexionsmessdaten die Messdaten mittelt, die unter Verwendung mehrerer Standards erhalten werden.
Netzwerkanalysator (500) gemäß Anspruch 16, bei der die Logik zum Verarbeiten von Reflexionsmessdaten eine Linieneinpassoperation ausführt, um die Schätzungen der Verzögerung zu erzeugen.
Netzwerkanalysator (500) gemäß Anspruch 18, bei dem die Linieneinpassoperation eine Methode der kleinsten Quadrate verwendet, um eine Neigung und einen Y-Abschnitt einer Linie zu bestimmen, die in die Messdaten eingepasst ist.
Netzwerkanalysator (500) gemäß Anspruch 18 oder 19, bei dem die Logik zum Verarbeiten wirksam ist, um wiederholt Verzögerungswerte zu berechnen, die der Testvorrichtung zugeordnet sind, bis ein aktueller Verzögerungswert im Wesentlichen der selbe ist wie ein vorangehender Verzögerungswert, während gleichzeitig die Punktdichte erhöht wird, die den Messdaten zugeordnet ist.