DE102006040603A1

DE102006040603A1 - Kalibrierung eines nicht-linearen Modells unter Verwendung gedämpfter Stimuli

Info

Publication number: DE102006040603A1
Application number: DE102006040603A
Authority: DE
Inventors: Andrew D. Loveland Fernandez; Robert C. Loveland Taber
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2007-06-21
Also published as: JP2007163484A; GB2433144A; US20070136018A1; GB0624554D0

Abstract

Ein System und ein Verfahren sind offenbart, zum Kalibrieren nicht-linearen Verhaltens unter Verwendung von gedämpften Stimuli und Antworten, die eine Kalibrierung mit unbekanntem Stimulus und weniger aufwändigen Quellen und Empfängern ermöglicht. Das Testobjekt wird stimuliert mit einem Signal, und dann einer gedämpften Version des gleichen Signals, so dass nicht-lineare Unterschiede zwischen Antworten der Vorrichtung anstatt der Signalquelle zugeschrieben werden können. Alternativ oder in Verbindung mit der Dämpfung des Stimulus kann die Ausgabe der Vorrichtung an unterschiedlichen Antwortamplituden selektiv gedämpft werden, so dass der Empfänger etwa die gleiche Amplitude misst. dies ermöglicht es, dass nicht-lineare Unterschiede zwischen Messungen der Vorrichtung anstatt dem Empfänger zugeschrieben werden. Zwei oder mehr unterschiedliche Signalquellen können ebenfalls verwendet werden, wo Antworten für jedes Signal einzeln und dann für zumindest eine lineare Kombination von Signalen gemessen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kalibrierungssysteme für lineares Verhalten und insbesondere auf das Charakterisieren von nicht-linearem Verhalten von Systemen unter Verwendung von nicht-idealer Testausrüstung.

Alle analogen elektronischen Vorrichtungen haben eine gewisse Komponente von nicht-linearem Verhalten. Eine Genauigkeit eines Systems ist häufig begrenzt durch die Nicht-Linearitäten seiner Bestandteilkomponenten. Beispielsweise sind Signalgeneratoren und Signalanalysatoren heutzutage im dynamischen Bereich begrenzt, aufgrund des nicht-linearen Verhaltens ihrer analogen und gemischten Signalkomponenten. Digitale Signalverarbeitung wird manchmal verwendet, um ein solches System zu linearisieren.

Mehrere Techniken zum Linearisieren eines Systems, das nicht-lineares Verhalten zeigt, umfassen das Aufbauen eines mathematischen Modells für dieses nicht-lineare Verhalten. Falls das System eine „schwache" Nicht-Linearität zeigt, ist es möglich, das nicht-lineare Modell zu verwenden und die Ausgabe oder die Eingabe des Systems, um das nichtlineare Verhalten des Systems vorherzusagen. Mit einem geeigneten Modell kann man die Daten entweder im Voraus verzerren oder im Nachhinein verzerren und das System linearisieren. Es ist üblich, ein nicht-lineares Modell für ein bestimmtes System zu charakterisieren und dasselbe dann an mehrere verwandte Systeme anzulegen. In diesem Fall ändert sich die Modellstruktur nicht zwischen den Anwendungen. Die Koeffizienten dieses Modells können jedoch Neueinstellung erfordern. Dieser Kalibrierungsprozess passt eine allgemeine Modellstruktur an ein spezifisches System an.

Der Kalibrierungsprozess ist typischerweise zeitaufwändig und erfordert spezialisierte Ausrüstung. Der typische Kalibrierungsansatz legt ein Stimulussignal an die nichtlineare Vorrichtung an und misst dann die Antwort der Vorrichtung. Die nicht-lineare Komponente der Differenz zwischen dem Stimulus und der Antwort liefert die notwendigen Informationen, um das nicht-lineare Modell zu kalibrieren. Eine darunter liegende Annahme dieses Lösungsansatzes ist, dass der Stimulus und die Antwort bekannt sind. Für viele Situationen ist dies keine unvernünftige Annahme. Typische Kalibrierungsverfahren verlassen sich auch auf eine Signalquelle oder einen Empfänger, der wesentlich linearer ist als das System, das zu kalibrieren ist. Falls die zu testende Vorrichtung äußerst linear ist, ist es leider häufig schwierig oder unmöglich, Testausrüstung zu finden, um Signalverläufe zu erzeugen oder zu erfassen, ohne Fehler einzuführen, die mit dem nicht-linearen Verhalten des Testobjekts (DUT; DUT = device under test) zu vergleichen ist. Selbst wenn solche Testinstrumente verfügbar sind, sind dieselben häufig unmäßig teuer, um dieselben für den alleinigen Zweck der Kalibrierung in das System einzubauen, das zu linearisieren ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung, ein Verfahren der Modellkalibrierung für eine Vorrichtung, ein System zum Kalibrieren einer Vorrichtung, ein Verfahren zum Kalibrieren einer Signalquelle sowie ein Verfahren zum Kalibrieren eines Empfängers mit verbesserter Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren gemäß Anspruch 1, 8, 21, 27 und 28, sowie Systeme gemäß Anspruch 17 und 23 gelöst.

Darstellende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Verfahren zum Kalibrieren eines nichtlinearen Modells mit einer unvollkommenen bzw. nicht-perfekten (nicht-linearen) Signalquelle oder einem unvoll kommenen (nicht-linearen) Signalempfänger, oder sowohl einer unvollkommenen (nicht-linearen) Signalquelle als auch einem unvollkommenen (nicht-linearen) Signalempfänger. Darstellende Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen auch einen verdeckten Lösungsansatz für nicht-lineare Entzerrung, einen Lösungsansatz, der ein Stimulussignal verwenden kann, das unbekannt ist. Diese Merkmale stehen im Gegensatz zu typischen Kalibrierungslösungsansätzen, die vorher beschrieben wurden, die eine A-priori-Kenntnis des Kalibrierungssignals, eine äußerst lineare Signalquelle und einen äußerst linearen Signalempfänger erfordern.

Darstellende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vergleichen eine Antwort auf einen ursprünglichen Stimulus mit einer Antwort auf einen gedämpften Stimulus. Allgemein erzeugt ein gedämpfter Stimulus niedrigere Pegel eines nicht-linearen Verhaltens in einem DUT relativ zu dem ursprünglichen Stimulus. Da ein Dämpfungsglied äußerst linear ist, können nicht-lineare Unterschiede dem DUT zugeschrieben werden. Eine Dämpfung kann sowohl für Eingangs- als auch Ausgangssignale verwendet werden, so dass Nicht-Linearitäten in einer Signalquelle und einem Signalempfänger keine Nicht-Linearitäten in die Messungen einführen. Das heißt, eine Signalquelle kann identische Signale für zwei oder mehr Stimuluspegel erzeugen, aber der Unterschied in den Stimuluspegeln liegt an den linearen Dämpfungsgliedern und nicht an Änderungen in der Signalquellenausgabe. Somit wird Signalquellenverhalten genau reproduziert, und Nicht-Linearitäten in der Signalquelle werden nicht in den Messergebnissen erscheinen. Gleichartig dazu können Signale, die von einem DUT ausgegeben werden, durch verschiedene Dämpfungspegel gedämpft werden, so dass die Signale, die an einem Signalempfänger erscheinen, etwa die gleiche Größe haben. Somit kann angenommen werden, dass der Signalempfänger über dem Bereich der empfangenen Signale linear ist. Alles beobachtete nicht-lineare Verhalten kann daher dem DUT zugeschrieben werden.

Darstellende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vergleichen Antworten auf mehrere Stimuli sowohl einzeln als auch in linearer Kombination, wobei jede Signalquelle ein einheitliches Signal erzeugt für Messungen von sowohl einzelnen als auch Kombinationsantworten. Das heißt, eine erste Signalquelle kann ein erstes Signal erzeugen und die Antwort wird gemessen. Dann kann eine zweite Quelle ein zweites Signal erzeugen, und diese Antwort wird gemessen. Schließlich, wenn die erste Signalquelle das gleiche erste Signal erzeugt, und die zweite Quelle das gleiche zweite Signal erzeugt, können das erste und das zweite Signal linear kombiniert werden, um ein drittes Signal zu erzeugen. Die Antwort des dritten Signals kann gemessen werden und jegliche Nicht-Linearitäten in der Antwort können Nicht-Linearitäten in der Vorrichtung zugeschrieben werden. Darstellende Ausführungsbeispiele, die lineare Kombinationen von Stimuli verwenden, können auch eine Dämpfung der Vorrichtungsausgabe verwenden, wie es oben beschrieben ist, um den Effekt von Nicht-Linearitäten in dem Empfänger zu minimieren.

Darstellende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine Kalibrierung ohne spezialisierte Ausrüstung, und sind mit beliebigen Signalverläufen anwendbar. Da Skalierungs- und Zusatzeigenschaften von linearen Systemen in nicht-linearen Systemen nicht beachtet werden, hebt das lineare Skalieren oder Hinzufügen von Signalen außerhalb einer Vorrichtung, die zu kalibrieren ist, die Differenz zwischen linearem und nicht-linearem Systemverhalten hervor. Solche Differenzen können verwendet werden, um nicht-lineare Modelle des Verhaltens aufzubauen und zu kalibrieren. Obwohl Quellen und Empfänger ein bekanntes Signal eventuell nicht perfekt wiedergeben oder messen, ist ihr Verhalten für ein beliebiges Signal häufig geeignet wiederholbar. Diese Wiederholbarkeit kann verwendet werden, um Signale kohärent zu mitteln, was einen dynamischen Bereich wiederherstellt, der durch die Dämpfung verloren gegangen sein kann.

Das Vorhergehende hat die Merkmale und technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung eher grob skizziert, damit die detaillierte Beschreibung der Erfindung, die nun folgt, besser verständlich wird. Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung, die den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden, werden hierin nachfolgend beschrieben. Für Fachleute auf diesem Gebiet sollte klar sein, dass die Konzeption und das spezifische Ausführungsbeispiel, die offenbart sind, ohne weiteres als eine Basis verwendet werden können zum Modifizieren oder Entwerfen anderer Strukturen zum Ausführen der gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung. Es sollte für Fachleute auf diesem Gebiet auch klar sein, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von der Wesensart und dem Schutzbereich der Erfindung abweichen, wie er in den angehängten Ansprüchen beschrieben ist. Die neuartigen Merkmale, die als charakteristisch für die Erfindung angesehen werden, sowohl bezüglich ihres Aufbaus als auch ihrer Betriebsweise, zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen; sind durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren besser verständlich. Es ist jedoch ausdrücklich klarzustellen, dass jede der Figuren nur zu Darstellungs- und Beschreibungszwecken bereitgestellt ist, und nicht als Definition der Begrenzungen der vorliegenden Erfindung dienen soll.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine herkömmliche Kalibrierungskonfiguration;
2 ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit einer nicht-idealen Quelle;
3 ein Ausführungsbeispiel eines Kalibrierungsverfahrens für die Verwendung mit einer nicht-idealen Quelle;
4 ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit einem nicht-idealen Empfänger;
5 ein Ausführungsbeispiel eines Kalibrierungsverfahrens für die Verwendung mit einem nicht-idealen Empfänger;
6 ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit einer nicht-idealen Quelle und einem nicht-idealen Empfänger;
7 ein Ausführungsbeispiel eines allgemeinen Kalibrierungsverfahrens, von dem andere spezifische Ausführungsbeispiele abgeleitet werden können;
8 ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit mehreren nicht-idealen Quellen;
9 ein Ausführungsbeispiel eines Kalibrierungsverfahrens für die Verwendung mit mehreren nicht-idealen Quellen.
10 ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration, bei der entweder eine Quelle oder ein Empfänger zu kalibrieren ist,
11 ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration, bei der eine nicht-lineare Quelle unter Verwendung eines nicht-idealen Empfängers zu kalibrieren ist; und
12 ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration, bei der ein nicht-linearer Empfänger unter Verwendung einer nicht-idealen Quelle zu kalibrieren ist.
Es ist klar, dass die hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Konzepte angepasst werden können für die Verwendung zum Kalibrieren nicht-linearer Modelle unter Verwendung von Dämpfung, oder linearer Kombinationen von Stimuli und/oder Dämpfung von Antworten von einem Testobjekt (DUT). Was folgt, sind spezifische Ausführungsbeispiele, und die vorliegende Erfindung muss nicht nur auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein.
1 zeigt eine herkömmliche Kalibrierungskonfiguration 10. Eine ideale Quelle 101 stimuliert das DUT 103, und ein idealer Empfänger 102 sammelt Messungen. Zuerst erzeugt die ideale Quelle 101 einen Stimulus s₁(t), und das DUT 103 gibt eine Antwort r₁(t) aus. Als Nächstes erzeugt die ideale Quelle 101 den Stimulus s₂(t) und das DUT 103 gibt die Antwort r₂(t) aus. Obwohl es sein kann, dass die ideale Quelle 101 und der ideale Empfänger 102 nicht wirklich ideal sind, sind dieselben äußerst linear im Vergleich zu dem DUT 103, so dass alle Nicht-Linearitäten in den Messungen von den Antworten r₁(t) und r₂(t) dem DUT 103 zugeschrieben werden können. Falls das DUT 103 jedoch äußerst linear ist, kann es schwierig oder unpraktisch sein, eine ideale Quelle 101 und einen idealen Empfänger 102 zu erhalten, die eine geeignete Leistung haben.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration gemäß den hierin beschriebenen Konzepten. Die Kalibrierungskonfiguration 20 stellt eine Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit der nicht-idealen Quelle 201 dar. Die nicht-ideale Quelle 201 wird als nicht-ideal angesehen, weil nicht erwartet wird, dass dieselbe zwei unterschiedliche Stimulussignale mit äußerst linearer Leistung erzeugt, im Vergleich zu der Leistung des DUT 203.
Daher ist die nicht-ideale Quelle 201 eingestellt, um nur einen einzigen Stimulus s(t) zu erzeugen. Das Dämpfungsglied 204 ist in dem Signalweg zwischen die nicht-ideale Quelle 201 und den Empfänger 202 platziert. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungsglied 204 zwischen die nicht-ideale Quelle 201 und das DUT 203 platziert. Das Dämpfungsglied 204 kann entweder zwischen 0 dB (keine Dämpfung) und N dB schaltbar sein, oder könnte ansonsten entfernt werden für die 0-dB-Dämpfung und für N-dB-Dämpfung in Position gesetzt werden. Wenn die Dämpfung auf einen Wert von 0 eingestellt ist, d. h., dass es keine Dämpfung gibt, wird der erzeugte Stimulus s(t) zu dem angelegten Stimulus s₁(t), der an das DUT 203 angelegt wird. Das DUT 203 gibt die Antwort r₁(t) an den Empfänger 202 aus. Wenn die Dämpfung auf einen Wert von N dB eingestellt ist, wird der erzeugte Stimulus s(t) der angelegte Stimulus s₂(t), der an das DUT 203 angelegt wird. Das DUT 203 gibt die Antwort r₂(t) an den Empfänger 202 aus. Da angenommen werden kann, dass das Dämpfungsglied 204 linear ist, können alle Nicht-Linearitäten in den Antworten r₁(t) und r₂(t) dem DUT 203 anstatt der nicht-idealen Quelle 201 zugeschrieben werden.
Das Dämpfungsglied 204 kann frequenzabhängiges Verhalten haben, das die Forderung nach mehreren Dämpfungsgliedern treiben kann, die jeweils die Funktion des Dämpfungsglieds 204 für spezifische Frequenzbänder liefern. Außerdem, obwohl die Kalibrierungskonfiguration 20 oben so beschrieben ist, dass sie zwei Dämpfungspegel hat, 0 und N dB, könnte dieselbe mehrere Dämpfungspegel oder zwei Dämpfungspegel N₁ dB und N₂ dB verwenden, wo keiner der Pegel 0 ist.
3 zeigt das Verfahren 30, das ein Ausführungsbeispiel eines Kalibrierungsverfahrens gemäß den hierin beschriebenen Konzepten darstellt. Es wird Bezug genommen auf die Kalibrierungskonfiguration 20 von 2, um das Verfahren 30 darzustellen. Das Stimulussignal s(t) wird während des Prozesses 301 erzeugt und ohne Dämpfung 302 an das DUT 203 angelegt. Der Empfänger 202 sammelt Messungen während des Prozesses 303. Wenn die Quelle 201 das gleiche Stimulussignal s(t) erzeugt, wird Dämpfung angelegt 304, um s₂(t) zu erzeugen. Ein weiterer Satz von Messungen wird gesammelt 305, und ermöglicht die Erzeugung von nicht-linearen Modelltermen während des Prozesses 306. Messungen können kohärent gemittelt werden, um das Grundrauschen zu reduzieren.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration gemäß den hierin beschriebenen Konzepten. Die Kalibrierungskonfiguration 40 stellt eine Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit dem nicht-idealen Empfänger 402 dar. Der nicht-ideale Empfänger 402 wird als nicht-ideal angesehen, weil nicht erwartet wird, dass er zwei unterschiedliche Stimulussignale mit äußerst linearer Leistung misst, im Vergleich zu der Leistung des DUT 403. Die Quelle 401 erzeugt zwei Stimulussignalverläufe, s₁(t) und s₂(t), die sich um einen Skalierungsfaktor unterscheiden. Wenn das DUT 403 durch s₁(t) stimuliert wird, erzeugt es die Antwort r₁(t). Das Dämpfungsglied 404 wird zu einem Dämpfungswert von 0 dB geschaltet, um die gemessene Antwort r'₁(t) an den nicht-idealen Empfänger 402 zu senden. Es kann sein, dass das Dämpfungsglied 404 entfernt oder umgangen werden muss, um einen Dämpfungswert von 0 zu liefern. Wenn das DUT 403 durch s₂(t) stimuliert wird, erzeugt es die Antwort r₂(t). Das Dämpfungsglied 404 wird auf einen Dämpfungswert von M dB gestellt, um r₂(t) auf die gemessene Antwort r'₂(t) zu dämpfen, wobei M so gewählt wird, dass r'₂(t) etwa die gleiche Amplitude hat wie r'₁(t). Auf diese Weise kann angenommen werden, dass der nicht-ideale Empfänger 402 linear ist über den Bereich von Amplituden von derjenigen von r'₁(t) bis zu derjenigen von r'₂(t). Somit können jegliche Nicht-Linearitäten in den gemessenen gedämpften Antworten r'₁(t) und r'₂(t) dem DUT 403 zugeschrieben werden, anstatt dem nicht-idealen Empfänger 402.
Das Dämpfungsglied 404 kann frequenzabhängiges Verhalten haben, das die Forderung nach mehreren Dämpfungsgliedern treiben kann, die jeweils die Funktion des Dämpfungsglieds 404 für spezifische Frequenzbänder liefern. Obwohl die Kalibrierungskonfiguration 40 so beschrieben ist, dass sie zwei Dämpfungspegel hat, 0 und M dB, könnte dieselbe mehrere Dämpfungspegel oder zwei Dämpfungspegel M₁ dB und M₂ dB verwenden, wo keiner der Pegel 0 ist. Außerdem gibt die obige Beschreibung einen Dämpfungswert von 0 an, wenn s₁(t) angelegt ist, und M dB, wenn s₂(t) angelegt ist. Es gibt weder eine Anforderung, einen niedrigeren Dämpfungswert zuerst zu verwenden, noch ist der M-dB-Wert, der in 4 gezeigt ist, notwendigerweise der gleiche Wert wie N dB, der in 2 gezeigt ist. Die Begriffe N dB und M dB beschreiben geeignete Nicht-Null-Dämpfungswerte.
5 zeigt ein Verfahren 50, das ein Ausführungsbeispiel eines Kalibrierungsverfahrens gemäß den hierin beschriebenen Konzepten darstellt. Es wird auf die Kalibrierungskonfiguration 40 von 4 Bezug genommen, um das Verfahren 50 darzustellen. Ein erstes Stimulussignal s₁(t) wird während des Prozesses 501 erzeugt und während des Prozesses 502 an das DUT 403 angelegt. Der Empfänger 402 sammelt Messungen während des Prozesses 503. Ein zweites Stimulussignal s₂(t) wird während des Prozesses 504 erzeugt und während des Prozesses 505 an das DUT 403 angelegt. Der Prozess 504 könnte die Erzeugung von s₁(t) umfassen, zusammen mit der Dämpfung, um s₂(t) zu erzeugen. Kompensierungsdämpfung wird an den Ausgang des DUT 403 in dem Prozess 506 angelegt, so dass eine Antwort, die in dem Prozess 507 gemessen wird, etwa die gleiche Amplitude hat wie eine gemessene Antwort in dem Prozess 503. Messungen können kohärent gemittelt werden, um das Grundrauschen zu reduzieren. Nicht-lineare Modellterme werden während des Prozesses 508 erzeugt.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration gemäß den hierin beschriebenen Konzepten. Die Kalibrierungskonfiguration 60 stellt eine Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit der nicht-idealen Quelle 601 und dem nicht-idealen Empfänger 602 dar. Die nicht-ideale Quelle 601 und der nicht-ideale Empfänger 602 werden als nicht-ideal angesehen, weil von keinem von beiden erwartet wird, dass er mit äußerst linearer Leistung arbeitet, im Vergleich zu der Leistung des DUT 603. Da von der nicht-idealen Quelle 601 nicht erwartet wird, dass sie zwei unterschiedliche Stimulussignale linear erzeugt, ist dieselbe eingestellt, um nur den Stimulus s(t) zu erzeugen. Das Dämpfungsglied 604 ist zwischen die nicht-ideale Quelle 601 und das DUT 603 platziert. Das Dämpfungsglied 604 könnte entweder zwischen 0 dB (keine Dämpfung) und N dB schaltbar sein, oder sonst könnte dasselbe für die 0-dB-Dämpfung entfernt werden und für die N-dB-Dämpfung positioniert werden. Wenn die Dämpfung auf einen Wert von 0 eingestellt ist, d. h., es gibt keine Dämpfung, wird der erzeugte Stimulus s(t) der angelegte Stimulus s₁(t), der an das DUT 603 angelegt wird. Das DUT 603 gibt die Antwort r₁(t) aus. Das Dämpfungsglied 605 wird zu einem geeigneten Dämpfungswert geschaltet, entweder 0 dB oder M dB, um die Antwort r₁(t) auf die gemessene Antwort r'₁(t) zu dämpfen, die durch den nicht-idealen Empfänger 602 gemessen wird. Der Dämpfungswert ist so gewählt, dass r'₁(t) etwa die gleiche Amplitude hat wie die gemessene Antwort r'₂(t), die nachfolgend erörtert wird. Das Dämpfungsglied 605 muss eventuell entfernt oder umgangen werden, um einen Dämpfungswert von 0 zu liefern.
Wenn die nicht-ideale Quelle 601 s(t) erzeugt, wird das Dämpfungsglied 604 auf einen Wert von N dB eingestellt. Der erzeugte Stimulus s(t) wird der angelegte Stimulus s₂(t), der an das DUT 603 angelegt wird. Das DUT 603 gibt die Antwort r₂(t) aus. Das Dämpfungsglied 605 wird zu einem geeigneten Dämpfungswert geschaltet, entweder 0 dB oder M dB, um die Antwort r₂(t) auf die gemessene Antwort r'₂(t) zu dämpfen, die durch den nicht-idealen Empfänger 602 gemessen wird. Der Dämpfungswert wird gewählt, so dass r'₂(t) etwa die gleiche Amplitude ist wie r'₁(t). Auf diese Weise können alle Nicht-Linearitäten in den gemessenen gedämpften Antworten r'₁(t) und r'₂(t) DUT 603 zugeschrieben werden, anstatt der nicht-idealen Quelle 601 oder dem nicht-idealen Empfänger 602.
Es sollte angemerkt werden, dass bei bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung mehrere Dämpfungswerte verwendet werden können, von mehr als zwei. Diese mehreren Dämpfungswerte können einen Dämpfungswert von 0 dB umfassen oder nicht. Außerdem können mehrere erzeugte Stimulussignale verwendet werden, um Nicht-Linearitäten in DUT 603 zu charakterisieren, einschließlich Signalen in mehreren Frequenzbändern. Das Dämpfungsglied 604 kann frequenzabhängiges Verhalten aufweisen, das die Forderung nach mehreren Dämpfungsgliedern treiben kann, die jeweils die Funktion des Dämpfungsglieds 604 für spezifische Frequenzbänder liefern.
7 zeigt ein Verfahren 70, das ein Ausführungsbeispiel eines Kalibrierungsverfahrens gemäß den hierin beschriebenen Konzepten darstellt. Das Verfahren 70 zeigt, dass mehrere Stimulussignale verwendet werden können. Für jedes Stimulussignal gibt es einen Satz von Dämpfungen, die möglicherweise einen Dämpfungswert von 0 enthalten. Für jede Stimulusdämpfung gibt es einen Satz von Antwortdämpfungen, die ebenfalls möglicherweise einen Dämpfungswert von 0 enthalten. Bei 701 ist der Index a zum Zählen des Satzes von erzeugten Stimulussignalen auf 0 gesetzt. Bei 702 wird der Index a inkrementiert. Die erste Iteration von 702 setzt a auf 1. Dies kann, muss aber nicht der einzige Wert sein, der für a verwendet wird. Während des Prozesses 703 wird das Stimulussignal #a von A erzeugt, wobei A die Gesamtzahl von unterschiedlichen Stimulussignalen darstellt, die zu erzeugen sind. Ein Satz von B-Stimulusdämpfungen wird basierend auf dem aktuellen Stimulussignal, bei dem Prozess 704 ausgewählt. Bei 705 wird der Index b auf 0 zurückgesetzt, und dann inkrementiert 706.
Der Grund für das Zurücksetzen und Inkrementieren von b ist es, geschachtelte Iterationen des Anlegens der Dämpfung zu ermöglichen, in dem Fall, dass mehrere Stimulussignale erzeugt werden durch ein Zurücksetzen von 702 und 703.
Die Stimulusdämpfung wird während des Prozesses 707 ausgewählt und angelegt, möglicherweise einschließlich eines Dämpfungswerts 0. Ein Satz von C-Antwortdämpfungen wird während des Prozesses 708 ausgewählt, basierend auf dem aktuellen Stimulussignal und der aktuellen Stimulusdämpfung. Der Satz von C-Antwortdämpfungen kann Kompensationswerte umfassen, so dass mehrere DUT-Antwortpegel für die Messung in ähnliche Amplitudenpegel gebracht werden können. Bei 709 wird c auf 0 eingestellt und dann inkrementiert 710. Bei Prozess 711 wird die Antwortdämpfung #c von C angelegt, und ein Empfänger sammelt einen Satz von Messungen 712. Falls bei der Entscheidung 713 für das aktuelle Stimulussignal und die Stimulusdämpfung eine andere Antwortdämpfung gewünscht wird, kehrt die Prozedur zu 710 zurück, und inkrementiert c. Falls bei der Entscheidung 714 für das aktuelle Stimulussignal eine andere Stimulusdämpfung gewünscht wird, kehrt die Prozedur zu 706 zurück und inkrementiert b. Falls bei der Entscheidung 715 ein anderer Stimulus gewünscht wird, kehrt die Prozedur zu 702 zurück und inkrementiert a. Ein neues Stimulussignal könnte ein Signal von einem anderen Generator sein, oder eine Kombination von Signalen von mehreren Generatoren. Während des Prozesses 716 werden nicht-lineare Modellterme erzeugt, unter Verwendung der Kenntnis der Stimuli, Dämpfungen und Messungen. Messungen können kohärent gemittelt werden, um das Grundrauschen zu reduzieren.
Für Fachleute auf diesem Gebiet ist es ohne weiteres offensichtlich, dass 6 und das Verfahren 70 eine allgemeine Kalibrierungskonfiguration darstellen, von der andere spezifische Ausführungsbeispiele abgeleitet werden können. Die Kalibrierungskonfiguration 20 von 2 kann beispielsweise abgeleitet werden durch Einstellen des Dämp fungsglieds 605 auf 0. Das Verfahren 30 von 3 kann abgeleitet werden durch Einstellen der Variablen, die mit Bezugnahme auf 7 beschrieben sind, so dass A 1 ist, B 2 ist und C 1 ist. Die Kalibrierungskonfiguration 40 von 4 kann abgeleitet werden durch Einstellen des Dämpfungsglieds 604 auf 0. Das Verfahren 50 von 5 kann auf mehrere Weisen abgeleitet werden, wie z. B. durch Einstellen von A auf 2, B auf 1 und C auf 2 oder durch Einstellen von A auf 1, B auf 2 und C auf 2. Eine mögliche Prozedur zum Verwenden der Kalibrierungskonfiguration 60 von 6 wäre es, A auf 1 einzustellen, B auf 2 und C auf 2.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration gemäß den hierin beschriebenen Konzepten. Die Kalibrierungskonfiguration 80 stellt eine Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit mehreren nicht-idealen Quellen 801 und 804 dar, zusammen mit einem linearen Kombinierer 805. Die nicht-idealen Quellen 801 und 804 werden als nicht-ideal angesehen, weil von keiner von beiden erwartet wird, dass sie zwei unterschiedliche Stimulussignale mit äußerst linearer Leistung erzeugen, im Vergleich zu der Leistung eines DUT 803. Da weder von der nicht-idealen Quelle 801 noch von der nicht-idealen Quelle 804 erwartet wird, dass sie zwei unterschiedliche Stimulussignale linear erzeugen, sind dieselben jeweils eingestellt, um nur einen einzigen Stimulus zu erzeugen, s₁(t) und s₂(t). Wenn das Signal s₁(t) allein durch den Kombinierer 805 geleitet wird, oder sonst um den Kombinierer 805 herumgeleitet wird, antwortet das DUT 803 mit r₁(t). Der Empfänger 802 misst r₁(t). Wenn das Signal s₂(t) allein durch den Kombinierer 805 geleitet wird, oder sonst um den Kombinierer 805 herumgeleitet wird, antwortet das DUT 803 mit r₂(t). Der Empfänger 802 misst r₂(t). Wenn die Signale s₁(t) und s₂(t) linear kombiniert werden durch den Kombinierer 805, um zu dem Eingangsstimulus s₁(t) + s₂(t) zu werden, antwortet das DUT 803 mit r₃(t). Der Empfänger 802 misst r₃(t). Es sollte angemerkt werden, dass die Messungen unter Verwendung eines Dämpfungsglieds durchgeführt werden kön nen, so dass gemessene Antworten nach der Dämpfung alle etwa die gleiche Amplitude sind. Das heißt, die Antworten r₁(t), r₂(t) und r₃(t) können gedämpft werden, so dass der Empfänger 802 Signale misst, die alle etwa die gleiche Amplitude sind.
9 zeigt ein Verfahren 90, das ein Ausführungsbeispiel eines Kalibrierungsverfahrens gemäß den hierin beschriebenen Konzepten darstellt. Es wird auf die Kalibrierungskonfiguration 80 von 8 Bezug genommen, um das Verfahren 90 darzustellen. Ein erstes Stimulussignal, s₁(t) wird während des Prozesses 901 erzeugt und während des Prozesses 902 an das DUT 803 angelegt. Der Empfänger 802 sammelt einen Satz von Messungen 903. Ein zweites Stimulussignal, s₂(t), wird während des Prozesses 904 erzeugt und während des Prozesses 905 an das DUT 803 angelegt. Der Empfänger 802 sammelt einen Satz von Messungen 906. Während des Prozesses 907 werden s₁(t) und s₂(t) linear kombiniert durch den linearen Kombinierer 805 und an das DUT 803 angelegt. Der Empfänger 802 sammelt einen Satz von Messungen 908. Die Messungen können kohärent gemittelt werden, um das Grundrauschen zu reduzieren. Nicht-lineare Modellterme werden während des Prozesses 909 erzeugt. Es sollte angemerkt werden, dass das Verfahren 70 von 7 parallel sein kann zu dem Verfahren 90, durch Einstellen von A auf 3, B auf 1 und C auf 1. Es sollte auch angemerkt werden, dass die Kalibrierungskonfiguration 80 von 8 ein Dämpfungsglied zwischen DUT 803 und dem Empfänger 802 umfassen könnte. Das Verfahren 90 kann von dem Verfahren 70 abgeleitet werden durch Einstellen von A auf 3 und durch Verwenden des Kombinierers 805 in zumindest einer Iteration des Prozesses 703.
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration gemäß den hierin beschriebenen Konzepten. Die Kalibrierungskonfiguration 100 stellt eine Kalibrierungskonfiguration für die Verwendung mit der Quelle 1001 und dem Empfänger 1002 dar, wobei einer als Referenz verwendet wird und der andere zu kalibrieren ist. Das Dämpfungsglied 1003 verhindert, dass mögliche Nicht-Linearitäten in der Referenz die Kalibrierung der anderen Vorrichtung beeinträchtigen.
Für Fachleute auf diesem Gebiet ist ebenfalls ohne Weiteres offensichtlich, dass 6 und das Verfahren 70 eine allgemeine Kalibrierungskonfiguration darstellen, für die ein DUT entweder als die Signalquelle selbst oder sonst als der Signalempfänger angesehen wird. Beispielsweise kann die Kalibrierungskonfiguration 100 von 10 auf viele Weisen abgeleitet werden, wie z. B. durch Einstellen des Dämpfungsglieds 604 auf 0 und durch Kombinieren des DUT 603 mit der nicht-idealen Quelle 601, oder sonst durch Einstellen des Dämpfungsglieds 605 auf 0 und Kombinieren des DUT 603 mit dem nicht-idealen Empfänger 602. Eine mögliche Anpassung für das Verwenden des Verfahrens 70 von 7 zum Kalibrieren einer nicht-linearen Quelle mit einem nicht-idealen Empfänger als eine Referenz wäre es, A auf einen Wert von mehr als 1, B auf 1 und C auf einen Wert von größer als 1 einzustellen. Eine mögliche Anpassung zum Verwenden des Verfahrens 70 von 7, um einen nichtlinearen Empfänger mit einer nicht-idealen Quelle als eine Referenz zu kalibrieren, wäre es, A auf 1, C auf 1 und B auf einen Wert größer als 1 einzustellen. Außerdem kann die Kalibrierungskonfiguration 80 von 8 verwendet werden, um einen nicht-linearen Empfänger zu kalibrieren durch Kombinieren von DUT 803 mit einem Empfänger 802, und durch Verwenden des Verfahrens 90 von 9.
11 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration gemäß den hierin beschriebenen Konzepten. Die Kalibrierungskonfiguration 110 stellt eine Kalibrierungskonfiguration dar zum Kalibrieren einer nicht-linearen Quelle 1101, die in dem nicht-linearen Modell 1103 gezeigt ist. Die nicht-lineare Quelle 1101 erzeugt zwei Signalverläufe s₁(t) und s₂(t), die sich um einen Skalierungsfaktor unterscheiden sollen, aber Nicht-Linearitäten enthalten können, die der Quelle 1101 zuzuschreiben sind, die für Kalibrierungszwecke zu modulieren sind. Das Dämpfungsglied 1104 verhindert, dass mögliche Nicht-Linearitäten in dem nicht-idealen Empfänger 1102 die Kalibrierung der nichtlinearen Quelle 1101 beeinträchtigen. Das Dämpfungsglied 1104 kann zu einem Dämpfungswert von 0 dB geschaltet werden, so dass s₁(t) an den nicht-idealen Empfänger 1102 gesendet wird. Bei dieser Anordnung ist r'₁(t) gleich s₁(t). Das Dämpfungsglied 1104 kann auf einen Dämpfungswert von M dB eingestellt werden, um s₂(t) zu r'₂(t) zu dämpfen, wobei M so gewählt ist, dass r'₂(t) etwa die gleiche Amplitude hat wie r'₁(t). Auf diese Weise kann angenommen werden, dass der nicht-ideale Empfänger 1102 linear ist über den Bereich von Amplituden von derjenigen von r'₁(t) bis zu derjenigen von r'₂(t). Somit werden jegliche Nicht-Linearitäten in den gemessenen Signalen r'₁(t) und r'₂(t) der nicht-linearen Quelle 1101 zugeschrieben, anstatt dem nicht-idealen Empfänger 1102.
12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungskonfiguration gemäß den hierin beschriebenen Konzepten. Die Kalibrierungskonfiguration 120 stellt eine Kalibrierungskonfiguration dar zum Kalibrieren eines nicht-linearen Empfängers 1202, der mit dem nicht-linearen Modell 1203 gezeigt ist. Die nicht-ideale Quelle 1201 erzeugt einen einzelnen Signalverlauf s(t), der entweder ungedämpft belassen wird als s₁(t), oder durch N dB auf s₂(t) gedämpft wird. Bei der Kalibrierungskonfiguration 120 sind Nicht-Linearitäten, die dem Empfänger 1202 zuzuschreiben sind, für Kalibrierungszwecke zu modellieren. Das Dämpfungsglied 1204 verhindert, dass mögliche Nicht-Linearitäten in der nicht-idealen Quelle 1201 die Kalibrierung des nichtlinearen Empfängers 1202 beeinträchtigen. Das Dämpfungsglied 1204 kann zu einem Dämpfungswert von 0 dB geschaltet werden, so dass s(t) an den nicht-linearen Empfänger 1102 gesendet wird. Bei dieser Anordnung ist s₁(t) gleich s(t). Das Dämpfungsglied 1104 kann auf einen Dämpfungswert von N dB eingestellt werden, um s(t) zu s₂(t) zu dämpfen. Auf diese Weise beeinträchtigen Nicht-Linearitäten in der nicht-idealen Quelle 1102 die Messungen nicht. Somit werden jegliche Nicht-Linearitäten in den gemessenen Signalen s₁(t) und s₂(t) dem nicht-linearen Empfänger 1202 zugeschrieben, anstatt der nicht-idealen Quelle 1201.
Da Skalierungs- und Zusatzeigenschaften von linearen Systemen in nicht-linearen Systemen nicht befolgt werden, hebt das lineare Skalieren oder Hinzufügen von Signalen außerhalb einer Vorrichtung, die zu kalibrieren ist, die Differenz zwischen linearem und nicht-linearem Systemverhalten hervor. Solche Differenzen können verwendet werden, um nicht-lineare Modelle des Verhaltens aufzubauen und zu kalibrieren. Obwohl Quellen und Empfänger ein bekanntes Signal eventuell nicht perfekt wiedergeben oder messen, ist ihr Verhalten für ein beliebiges Signal häufig geeignet wiederholbar. Diese Wiederholbarkeit kann verwendet werden, um kohärent Signale zu mitteln, was den dynamischen Bereich wiederherstellt, der durch die Dämpfung verloren gegangen sein kann. Sobald die nicht-linearen Charakteristika eines DUT, einer Signalquelle oder eines Empfängers unter Verwendung der Konfigurationen, Verfahren oder Konzepte, die oben bereitgestellt werden, bestimmt wurden, ist die Erzeugung eines mathematischen Modells möglich.
Ein Verfahren ist die Verwendung der diskreten Volterra-Reihendarstellung für ein nicht-lineares System, um nichtlineares Verhalten zu beschreiben. Bei der folgenden Darstellung sind nicht-lineare Terme als zweite und nachfolgende Summierungen gezeigt. Es ist anzumerken, dass nichtlineare Verzerrungsterme als Produkte höherer Ordnung von beliebig verzögerten Versionen des Stimulus dargestellt werden. Diese Darstellung und gemessene Daten zeigen, dass, während sich der Stimulus in der Amplitude verringert, Beiträge von nicht-linearen Termen sich schneller verringern als lineare Terme.
Man kann die gemessene Antwort als eine vernünftige Schätzung des Stimulus einsetzen, wenn nicht-lineares Verhalten für ein ultra-lineares System modelliert wird. In solch einem System sind die Verzerrungskoeffizienten höherer Ordnung (c_i,j, c_i,j,k, ...) sehr viel kleiner als die linearen Koeffizienten.
Als Folge werden die Produkte höherer Ordnung, die durch die Substitution gebildet werden, sehr viel kleiner als dominante nicht-lineare Terme modelliert.
Ein erster Kalibrierungsansatz beschreibt die Antworten r₁(t) und r₂(t) auf die Stimuli s₁(t) und s₂(t) bezüglich ihrer Volterra-Reihendarstellungen.
wobei
sowohl die Dämpfungs- als auch Frequenzabhängigkeit des eingeschalteten Dämpfungsglieds modelliert.
Da s₂ gedämpft ist, ist r₂ (die Systemantwort des gedämpften Stimulus) linearer als r₁. Falls r₂ als perfekt linear behandelt wird, dann kann der Fehler als eine Funktion des nicht-linearen Verhaltens von r₁ geschrieben werden.
Einsetzen für s₂(t),
Eine einfache Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode an das nicht-lineare Modell kann verwendet werden, um die Koeffizienten zu bestimmen. Beispielsweise um ein Modell der Form
mit einem idealen Dämpfungsgliedfaktor α = 0,5 anzupassen und N Abtastlängenstimulus und Antwortsignalverläufen, werden die folgenden Matrizen zusammengestellt:
Die formale Lösung für y = A·x_ls ist gegeben durch x_ls = (A^T A)^–1 A^T y, wobei
Es können zusätzliche Verfahren verwendet werden, um die linearen Unterschiede zwischen dem ersten und zweiten Stimulus zu korrigieren. Verschiedene Techniken sind verfügbar, um die Zeitverzögerung zwischen r₁ und r₂ zu schätzen. Diese Techniken werden hier nicht erörtert. Eine tatsächliche Zeitausrichtung wird erreicht durch Interpolation des Stimulussignalverlaufs durch den erfassten Verzögerungswert. Eine vollständigere Entzerrung kann die Form eines Filters annehmen, mit getrennter Interpolation, um Zeitversätze zu entfernen.
Die hierin beschriebenen Konzepte beschreiben einen alternativen Lösungsansatz zu der Volterrareihe, unter Verwendung einer linearen Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode auf einem schwach nicht-linearen System. Bei diesem Beispiel bleibt die Antwort r₂ auf den gedämpften Stimulus s₂ schwach nicht-linear. Angenommen, es wird versucht, ein ultra-lineares System zu modellieren, das schwaches nichtlineares Verhalten zeigt. Dieses System wird mit einem Stimulus s erregt und eine Antwort r wird gemessen, die eine nicht-lineare Funktion von s ist.

wobei die linearen Koeffizienten d_i gewählt sind, um die lineare Antwort zu invertieren.
Alternativ kann man die obige Gleichung umschreiben, um die Beziehung zwischen s[n] und r[n] umzukehren.
Falls eine Messung (r₁) durchgeführt wird, und angenommen wird, dass das System nicht viel Amplitude oder Phasenverzerrung einfügt, (d_i → 0 für i ≠ 0 und d_i → 1 für i = 0), kann das Obige vereinfacht werden als:
Eine zweite Messung (r₂) eines gedämpften Stimulus (s₂) wird durchgeführt, wo
sowohl die Dämpfungs- als auch die Frequenzabhängigkeit des Dämpfungsglieds modelliert. Es ist anzumerken, dass α unsere Schätzung des Dämpfungsfaktors ist, während ε den Fehler in der Schätzung darstellt.
Es wird festgestellt, dass die Zeitverzögerungsterme (c_i) und die Verzerrungsterme (c_i,j...) klein sind. Es wird davon ausgegangen, dass ε bezüglich des Stimulus klein ist. Es ist anzumerken, dass eine Gleichung geschrieben werden kann für die Antwort eines gedämpften Stimulus durch Verwenden genau der gleichen Verzerrungsfunktion, die bei dem ersten Stimulusantwortpaar verwendet wird. Falls s₁ ersetzt wird und erkannt wird, dass die Dämpfungsfrequenzantwortterme gleichermaßen klein sind, und Terme höherer Ordnung fallen, wird folgendes herausgefunden:
Alternativ wird die Antwort auf den zweiten Stimulus geschrieben unter Verwendung von (1).
Das Einsetzen der Gleichung für s₂ in das Obige, wenn festgestellt wird, dass sowohl Terme höherer Ordnung als auch erneut die Zeitverzögerungsterme (c_i) Verzerrungsterme (c_i,j...) und der Schätzungsfehler (ε) klein sind, ergibt:
Um dies in eine Form zu gießen, die für kleinste Quadrate geeignet ist, wird r₁ von beiden Seiten subtrahiert:
Mit den bekannten Antwortvektoren r₁[n] und r₂[n], kann oben ein überbestimmtes System von Gleichungen gebildet werden. Wie bei dem ersten Beispiel ist dieses System ohne weiteres lösbar unter Verwendung von Techniken kleinster Quadrate. Es ist zu berücksichtigen, dass α bekannt ist und ε von der Lösung bestimmt werden kann. Dann kann die Dämpfungsschätzung α aktualisiert werden, und eine neue Lösung mit einem reduzierten Schätzungsfehler ε gefunden werden. Diese Prozedur kann iteriert werden, bis ein geeigneter Schätzungsfehlerpegel erhalten wird.
Die gedämpfte Stimuluskalibrierungs-(ASCal-)Technik kann auch verwendet werden für kontinuierliche adaptive nichtlineare Entzerrung. In diesem Fall muss der Entwickler zusätzliche Hardwareressourcen verfügbar haben. Ein solches System muss einen identischen (gedämpften) Signalweg haben, der im Verzerrungsverhalten ausreichend ähnlich ist, um diesen Lösungsansatz zu rechtfertigen. Der Entwickler muss auch mit der Notwendigkeit für kohärente Signalmittelwertbildung kämpfen, um das Grundrauschen in dem gedämpften Stimulusfall zu verringern. ASCal verlässt sich auf das Abwägen von Messzeit mit dem dynamischen Bereich. Dieser Handel kann für unregelmäßige Kalibrierung sinnvoll sein, kann aber für kontinuierliche Messung weniger praktisch sein.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung (603), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erzeugen (703) zumindest eines Signals (s(t)) mit zumindest einer Signalquelle (601); Anlegen (707) des zumindest einen Signals an einen Eingang der Vorrichtung; Messen (712) von zumindest einer Antwort (r₁(t)) der Vorrichtung mit einem Empfänger (602); und Ändern eines Dämpfungswerts (707, 711) von zumindest einem Dämpfungsglied (604, 605), das in einem Signalweg zwischen der zumindest einen Signalquelle und dem Empfänger angeordnet ist, wobei das Ändern einer Dämpfung eine Berechnung (716) von nicht-linearen Verzerrungstermen für ein mathematisches Modell ermöglicht, unter Verwendung von Charakteristika von dem zumindest einen Dämpfungsglied und der zumindest einen Signalquelle.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem zumindest eines des zumindest einen Dämpfungsglieds (604) zwischen der Signalquelle und der Vorrichtung angeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem zumindest eines des zumindest einen Dämpfungsglieds (605) zwischen der Signalquelle und dem Empfänger angeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das zumindest eine Dämpfungsglied eine Dämpfungswerteinstellung von Null aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Berechnung eine diskrete Volterra-Reihendarstellung für ein nicht-lineares System umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Berechnung eine Anpassung mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner das Verwenden kohärenter Mittelwertbildung für die Messungen umfasst.
Verfahren zur Modellkalibrierung für eine Vorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines Stimulus; Dämpfen des Stimulus; Anlegen des gedämpften Stimulus an die Vorrichtung; Dämpfen einer Antwort der Vorrichtung an den gedämpften Stimulus; Messen der gedämpften Antwort; Wiederholen des Erzeugens durch zumindest einmaliges Messen, wobei zumindest entweder die Dämpfung des Stimulus oder die Dämpfung der Antwort geändert wird; und Berechnen von nicht-linearen Verzerrungstermen eines mathematischen Modells unter Verwendung von zwei oder mehr Kombinationen des Stimulus, der Dämpfung des Stimulus, der Dämpfung der Antwort und der Messung.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem eine Dämpfung, die während der Dämpfung einer Antwort angelegt wird, zumindest einmal geändert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem die Änderung in der Dämpfung die gemessene gedämpfte Antwort auf etwa eine gleiche Amplitude einstellt wie eine vorhergehende der gemessenen gedämpften Antworten.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem eine Dämpfung, die während des Dämpfens des Stimulus angelegt wird, zumindest einmal geändert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem der Stimulus zumindest einmal geändert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem entweder die Dämpfung des Stimulus oder die Dämpfung der Antwort einen Dämpfungswert von Null aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem die Berechnung das Verwenden einer diskreten Volterra-Reihendarstellung für ein nicht-lineares System umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem die Berechnung die Verwendung einer Anpassung mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15, das ferner die Verwendung kohärenter Mittelwertbildung für die Messung umfasst.
System zum Kalibrieren einer Vorrichtung (803), wobei das System folgende Merkmale umfasst: zumindest eine Signalquelle (601, 801, 804), die mit einem Eingang der Vorrichtung gekoppelt ist; einen Empfänger (602), der mit einem Ausgang der Vorrichtung gekoppelt ist; und zumindest ein Dämpfungsglied (604, 605), das schaltbar an einem Signalweg zwischen der Signalquelle und dem Empfänger angeordnet ist, wobei Messungen, die mit dem Empfänger durchgeführt werden, eine Berechnung (716) von nicht-linearen Verzerrungstermen für ein mathematisches Modell ermöglichen, unter Verwendung von Charakteristika des zumindest einen Dämpfungsglieds und der zumindest einen Signalquelle.
System gemäß Anspruch 17, bei dem der erste Satz von einem oder mehreren Dämpfungsgliedern (604) zwischen der Signalquelle und der Vorrichtung angeordnet ist.
System gemäß Anspruch 17, bei dem der erste Satz von einem oder mehreren Dämpfungsgliedern (605) zwischen der Vorrichtung und dem Empfänger angeordnet ist.
System gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, das ferner einen zweiten Satz von einem oder mehreren Dämpfungsgliedern umfasst, wobei der erste Satz von einem oder mehreren Dämpfungsgliedern zwischen der Signalquelle und der Vorrichtung angeordnet ist, und der zweite Satz von einem oder mehreren Dämpfungsgliedern zwischen der Vorrichtung und dem Empfänger angeordnet ist.
Verfahren der Modellkalibrierung für eine Vorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines ersten Stimulus mit einer ersten Signalquelle; Stimulieren der Vorrichtung mit dem ersten Stimulus; Messen einer ersten Antwort der Vorrichtung auf den ersten Stimulus; Erzeugen eines zweiten Stimulus mit einer zweiten Signalquelle; Stimulieren der Vorrichtung mit dem zweiten Stimulus; Messen einer zweiten Antwort der Vorrichtung auf den zweiten Stimulus; lineares Kombinieren des ersten Stimulus mit dem zweiten Stimulus; Stimulieren der Vorrichtung mit der Kombination; Messen einer dritten Antwort der Vorrichtung mit der Kombination; und Berechnen von nicht-linearen Verzerrungstermen eines mathematischen Modells unter Verwendung des ersten Stimulus, der gemessenen ersten Antwort, des zweiten Stimulus, der gemessenen zweiten Antwort, der Kombination und der gemessenen dritten Antwort.
Verfahren gemäß Anspruch 21, bei dem die Vorrichtung ein Empfänger ist.
System zum Kalibrieren einer Vorrichtung (803), wobei das System folgende Merkmale umfasst: zwei oder mehr Signalquellen (801, 804); und einen Kombinierer (805), der zwischen den zwei oder mehr Signalquellen angeordnet ist, wobei der Kombinierer wirksam ist, um selektiv eine Kombination von einer oder mehreren der Signalquellen mit einem Eingang der Vorrichtung zu koppeln.
System gemäß Anspruch 23, das ferner einen Empfänger umfasst, der mit einem Ausgang der Vorrichtung gekoppelt ist.
System gemäß Anspruch 24, das ferner ein oder mehrere Dämpfungsglieder umfasst, die schaltbar in einem Signalweg zwischen der Vorrichtung und dem Empfänger angeordnet sind.
System gemäß einem der Ansprüche 23 bis 25, bei dem die Vorrichtung ein Empfänger ist.
Verfahren zum Kalibrieren einer Signalquelle (1101), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erzeugen (703) eines ersten Signals (s₁(t)) mit der Signalquelle; Messen (712) des ersten Signals (r'(t)); Erzeugen eines zweiten Signals (s₂(t)) mit der Signalquelle; Dämpfen (707) des zweiten Signals, so dass das gedämpfte zweite Signal (r'₂(t)) etwa die gleiche Amplitude ist wie das erste Signal; Messen des gedämpften zweiten Signals; und Berechnen (716) von nicht-linearen Verzerrungstermen für ein mathematisches Modell unter Verwendung von Charakteristika des ersten Signals und des zweiten Signals zusammen mit einem Wert der Dämpfung.
Verfahren zum Kalibrieren eines Empfängers (1202) wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines Signals (s(t)) mit einer Signalquelle (1201); Messen (712) des Signals mit dem Empfänger; Dämpfen (711) des Signals; Messen des gedämpften Signals (s₂(t)); Berechnen (716) von nicht-linearen Verzerrungstermen für ein mathematisches Modell unter Verwendung von Charakteristika der Messungen des Signals und der Messungen des gedämpften Signals zusammen mit einem Wert der Dämpfung.