EP2340442A1 - Messanordnung mit kalibriersubstrat und elektronischer schaltung - Google Patents

Messanordnung mit kalibriersubstrat und elektronischer schaltung

Info

Publication number
EP2340442A1
EP2340442A1 EP09778770A EP09778770A EP2340442A1 EP 2340442 A1 EP2340442 A1 EP 2340442A1 EP 09778770 A EP09778770 A EP 09778770A EP 09778770 A EP09778770 A EP 09778770A EP 2340442 A1 EP2340442 A1 EP 2340442A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
switch
electronic circuit
electrical contact
network analyzer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP09778770A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Zelder
Bernd Geck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG filed Critical Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Publication of EP2340442A1 publication Critical patent/EP2340442A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0416—Connectors, terminals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28—Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28—Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response
    • G01R27/32—Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Definitions

  • the present invention relates to a calibration substrate having at least one calibration standard, which has at least two electrical connection points for each measuring port of a vector network analyzer.
  • the invention further relates to an electronic circuit having at least one electrical measurement object (DUT) embedded in the electronic circuit Device LJnder reads), which has electrical contact points which are electrically connected to the electronic circuit, according to the preamble of claim 6.
  • the invention further relates to a measuring arrangement with the calibration substrate and the electronic circuit, according to the preamble of claim 10.
  • the invention further relates to a method for determining scattering parameters of an electrical object of measurement (DUT) comprising one or more electronic components which are electrically interconnected with a vector wherein the electrical object to be measured is embedded in an electronic circuit, wherein at least one, in particular two, ports of the vector network analyzer are electrically connected to a calibration substrate having at least one calibration standard and the vector network analyzer is calibrated; Calibration substrate is disconnected from the vector network analyzer and the at least one gate is electrically connected to an electrical contact point of the electronic circuit.
  • DUT electrical object of measurement
  • VNA vector network analyzer
  • the invention is based on the object, a calibration substrate, an electronic circuit and a measuring arrangement of o.g. Art with regard to the determination of scattering parameters of an electrical object to be measured, which is embedded in an electronic circuit to simplify.
  • At least one electrical connection point of at least one calibration standard is formed with a switch, wherein the switch has a first electrical contact, which is electrically connected to an electrical connection point of the calibration standard, a second electrical contact, which is designed for electrical connection to a measuring port of the vector network analyzer, and a third electrical contact, wherein the switch is designed such that when free, electrically connected to nothing second electrical contact, the switch establishes an electrical connection between the first and third electrical contact, wherein an electrical connection between the second and first electrical contact and between the second and third electrical Is disconnected, and in that electrically connected to a measuring port of the vector network analyzer second electrical contact, the switch separates the electrical connection between the third and the first contact and an electrical connection zwi the first and second electrical contact makes, wherein an electrical connection between the third electrical contact on the one hand and the second electrical contact on the other hand is separated.
  • the calibration substrate is formed as a printed circuit board, printed circuit board or wafer
  • the calibration standard with the at least one switch is formed as an integrated circuit on the printed circuit board, the printed circuit board or the wafer.
  • the third electrical contact of the switch is electrically connected in a preferred embodiment with an RF termination resistor or a power junction.
  • the switch is designed such that the switching of the electrical connections when connecting the second contact to the or separation of the second contact from the measuring port of the Vektometztechnikanalysators done electrically, mechanically or optically.
  • the switch is designed such that the switching of the electrical connections upon connection of the second contact to the or separation of the second contact from the measuring port of the Vektometzwerkanalysators by applying a predetermined voltage.
  • At least one electrical contact point of at least one electrical measurement object is formed with a switch, the switch having a first electrical contact, which is electrically connected to an electrical contact point of the electrical measurement object, a second electrical contact, which is designed for electrical connection to a measuring port of a Vektometztechniksanalysators, and a third electrical contact, which is electrically connected to the electronic circuit, wherein the switch is designed such that in free, electrically connected to nothing with second electrical contact the switch establishes an electrical connection between the first and third electrical contacts, wherein an electrical connection between the second electrical contact on the one hand and the first and third electrical contacts on the other hand get is running, and that when electrically connected to a test port of the Vektometztechnikanalysators second electrical contact, the switch separates the electrical connection between the third and the first contact and establishes an electrical connection between the first and second electrical contact, wherein an electrical connection between the third electrical Contact on the one hand and the second electrical contact
  • vector network analyzer can be electrically connected to the electrical measurement object embedded in the electronic circuit directly and without electrical contact to the electronic circuit and without having to mechanically disconnect the electrical measurement object from the electronic circuit, so that the scattering parameters of the electrical Measured object can be determined independently of the electrical properties of the remaining electronic circuit.
  • the electronic circuit, the at least one electrical measuring object and the at least one switch are formed as an integrated circuit on a printed circuit board, a printed circuit board or a wafer.
  • the switch is designed such that the switching of the electrical connections when connecting the second contact to the or separation of the second contact from the measuring port of the vector network analyzer is done electrically, mechanically or optically.
  • the switch is designed such that the switching of the electrical connections takes place when the second contact is connected to or disconnected from the measuring port of the vector network analyzer by applying a predetermined electrical voltage.
  • the switches of the calibration substrate and the switches of the electronic circuit which are each assigned to the same gate of the vector network analyzer, have identical electrical properties.
  • the switches with identical electrical properties also have identical mechanical properties.
  • the switches are identical with identical electrical properties.
  • the electronic circuit and the calibration substrate are formed on the same circuit board, the same printed circuit board or the same wafer.
  • the at least one gate of the vector network analyzer is electrically connected to the calibration substrate via at least one switch integrated in the calibration substrate, and the at least one gate of the vector network analyzer is electrically connected to the electronic circuit via at least one switch integrated in the electronic circuit, wherein the at least one in the calibration substrate integrated switch and the at least one integrated in the electronic circuit switches, each associated with the same gate of the vector network analyzer, have identical electrical properties.
  • one or more calibration standards are arranged on the calibration substrate, wherein at least one, in particular two, switches are assigned to each calibration standard. Characterized in that is arranged on the electronic circuit, the at least one switch between the electrical measurement objects and the electronic circuit in which the electrical measurement object is embedded, the scattering parameters of the electrical measurement object can be determined independently and isolated from the electrical properties of the remaining electronic circuit ,
  • a switch is arranged on at least one, in particular two or all, electrical contact points between the electrical measurement object and the electronic circuit on the electronic circuit.
  • a simple, fast and functionally reliable electrical connection with high electrical quality is achieved by electrically connecting the gates of the vector network analyzer to a respective switch and disconnecting an electrical connection between the electrical object to be measured and the electronic circuit establishes electrical connection between the electrical measurement object and the respective port of the network analyzer.
  • the switches of the calibration substrate and the electronic circuit with identical electrical properties also have identical mechanical properties.
  • the switches of the calibration substrate and the electronic circuit with identical electrical properties are identical
  • an electronic microswitch is used as the switch.
  • the switching of the electrical connections upon connection of the second contact to or separation of the second contact from the measuring port of the Vektometzwerkanalysators is carried out electrically, mechanically or optically.
  • the switching of the electrical connections upon connection of the second contact to or separation of the second contact from the measuring port of the vector network analyzer is performed by applying a predetermined electrical voltage.
  • FIG. 1 shows a schematic arrangement of a first preferred embodiment of a calibration substrate according to the invention with switches
  • FIG. 2 is a schematic representation of a first preferred embodiment of a switch
  • FIG. 3 is a schematic representation of the switch of FIG. 2 in a first switching state
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the switch of Fig. 2 in a second
  • Fig. 5 is a schematic representation of a first preferred embodiment of an electronic circuit according to the invention with electrical
  • 6 is a schematic representation of a second preferred embodiment of an electronic circuit according to the invention with electrical measuring objects
  • 7 is a schematic representation of a second preferred embodiment of a calibration substrate according to the invention with switches
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of a preferred embodiment of a measuring arrangement according to the invention
  • FIG. 9 is a schematic representation of a second preferred embodiment of a switch in a first switching position
  • Fig. 10 is a schematic representation of the switch of Fig. 9 in a second
  • Fig. 11 is a schematic representation of the switch of Fig. 9 in a third switching position.
  • the first preferred embodiment of a calibration substrate 100 according to the invention in the form of a planar TLR calibration substrate comprises three calibration standards 12, 14 and 16, which are formed as, for example, printed circuits on the calibration substrate 100 , Each calibration standard 12, 14 and 16 is electrically connected via respective first waveguides 18 to a first switch 20 and a second switch 22. Each switch 20, 22 is in turn electrically connected to a termination resistor 26.
  • the first waveguide 18 is, for example, a planar waveguide.
  • each switch 20, 22 comprises a first electrical contact 30, a second electrical contact 32 and a third electrical contact 34.
  • the first electrical contact 30 is connected to the calibration standard 12, 14 via a first waveguide 18 , 16 electrically connected.
  • the third electrical contact 34 is likewise electrically connected to the terminating resistor 26 via a first waveguide 18.
  • the second electrical contact 32 is optionally with a second waveguide 36, which is formed for example as a coaxial waveguide, electrically connectable. Possibly. a part of the second waveguide 36 is formed on the calibration substrate 100.
  • the second electrical contact 32 of the first switch 20 is selectively connectable to a first measuring port 38 of a vector network analyzer 40 and the second electrical contact 32 of the second switch 22 is optionally connectable to a second measuring port 42.
  • the switches 20, 22 are formed such that, as shown in FIG. 3, in a first switching position in which the second contact 32 is free, i. the second contact is not electrically connected to a sense gate 38 or 42 of the vector network analyzer 40, the first contact 30 is electrically connected to the third contact 34.
  • the second electrical contact 32 is electrically isolated from the first and third electrical contacts 30, 34, with sufficient electrical isolation for the application between the first and second electrical contacts 30, 32 and the third and second electrical contacts 32, 34 through the switch 20, 22 is provided.
  • the switch 20, 22 switches to the second switching position shown in FIG. In this case, the electrical connection between the first and the third electrical contact 30, 34 is disconnected, and instead the first electrical contact 30 is electrically connected to the second electrical contact 32.
  • the third electrical contact 34 is electrically isolated from the first and second electrical contacts 30, 32, with sufficient electrical isolation for the application between the first and third electrical contacts 30, 34 and the second and third electrical contacts 32, 34 through the switch 20, 22 is provided.
  • the respective measuring port 38, 40 by the switch 20, 22 with a respective electrical connection of the respective calibration standard 12, 14, 16 on the calibration substrate 100 by simple electrically connecting one of the measuring ports 38, 42 and a second waveguide 36 to one of the second electrical contacts 32.
  • FIG. 5 shows a first preferred embodiment of an electronic circuit 200 which is embodied in the form of a planar circuit in which a plurality of electronic device under test (DUT) devices 210, 212, 214 are embedded.
  • the second DUT 212 is to be characterized by the vector network analyzer 40.
  • switches 20, 22 are embedded, wherein the first contacts 30 of the switches 20, 22 are each connected to the DUT 212 and the third contacts 34 of the switches 20, 22 are each connected to the circuit 200.
  • Reference numeral 218 denotes a reference plane.
  • the term "same switch” here means switch with at least the same electrical properties, wherein the preferred switches 20, 22 in the electronic circuit 200 are identical to the switches 20, 22 formed in the calibration substrate 100.
  • the switches 20, 22 are implemented in all supply lines of the DUT 212 to be examined for the remaining circuit 200, as shown in FIG.
  • the switches are installed to allow communication between the gages 38, 42 of the vector network analyzer 40 and the DUT (here DUT 212) to be characterized. After characterization of the DUT 212, the switches 20, 22 remain in the circuit 200.
  • FIG. 6 shows a second preferred embodiment of an electronic circuit 300 in the form of a planar circuit, wherein, in contrast to the first preferred embodiment according to FIG. 5, additional switches 20a and 22a are arranged on both sides of the DUT 210. These switches 20a and 22a are identical in construction to the switches 20 and 22.
  • the measuring ports 38 and 42 of the vector network analyzer 40 are replaced with the second electrical contacts 32 of the switches 20 and 22 with the second electrical contacts 32 of the switches 20a and 22a electrically connected.
  • the electrical peripherals like the further DUTs 212 and 214 or the further DUTs 210, 214 of the remaining circuit 200 or 300, has no influence on the measurement and characterization of the DUT 210 212.
  • Precondition for an accurate measurement is that the switches 20, 20a and / or the switches 22, 22a during the calibration on the one hand, as shown in Fig. 1 to 4, and the measurement on the other hand, as in Fig. 5 and 6, as identical as possible, in particular identical electrical properties have.
  • the insulation loss between the respective electrical contacts 32 and 34 should be as large as possible.
  • the second electrical contacts 32 of the switches 20 and 22 are free, i. electrically not connected to a measuring port 38, 42 of a Vektornettechnikanalysators 40.
  • the switches 20, 22 each produce an electrical connection between the first electrical contact 30 and the third electrical contact 34.
  • the calibration substrate 100 comprises various calibration elements 12, 14, 16 (for example short-circuit standard, no-load standard, resistance standard, line standard, etc.), the calibration elements 12, 14, 16 per measuring port on the first waveguide 18 (for example microstrip line, coplanar line, etc.) are connected, in turn, the first waveguide 18 is connected to a switch or signal switch 20, 22.
  • the switch or signal switch 20, 22 is terminated with a terminating impedance Z a b.
  • any other measurement objects or verification standards for checking the calibration are also arranged on the calibration substrate 100.
  • the calibration elements 12, 14, 16 generally have N ports, N first waveguides 18 and at least N switches 20, 22 (each first waveguide 18 at least one switch), wherein each gate on the calibration substrate, the first waveguides 18 and switches 20, 22 different in terms of geometry and position.
  • the task of the switches 20, 20a, 22, 22a is the connection of the individual measuring ports 38, 42 of the vector network analyzer 40 with the calibration / verification standards 12, 14, 16 or the measuring objects (DUTs) 210, 212, 214, so that the surrounding, line-bound periphery of the remaining electronic circuit 200, 300 has no influence on the measurement results.
  • the function of the switch 20, 20a, 22, 22a has previously been explained with reference to FIGS. 2 to 4.
  • the switch 20, 20a, 22, 22a may have any appearance or shape. However, it is important that it has the described function and that at least the switches 20, 20a or 22, 22a assigned to a specific measuring port 38, 42 have identical electrical properties or are of identical construction.
  • the switches 20, 20a, 22a, 22a of different measuring ports 38, 42 can be designed differently and also have different electrical properties.
  • the above description with identical switches 20, 20a, 22, 22a on all measuring ports 38, 42 is merely exemplary.
  • the switch 20, 20a, 22 and 22a can also be combined from different switches.
  • the calibration substrate 100 is formed, for example, as a printed circuit board (PCB), wafer, etc., wherein the substrate is made of any solid, non or weakly conductive substrate materials (such as glass, ceramic, FR4, Rogers RO 4003, epoxy, etc.) is.
  • the calibration substrate 100 is designed, for example, as a multilayer board with a plurality of substrate layers, wherein the switches 20, 20 a, 22, 22 a are located on the same substrate layer as the first waveguides 18.
  • the arrangements / positions of the calibration standards 12, 14, 16 on the calibration substrate 100 or DUTs 210, 212 214 on the electronic circuit 200, 300 are arbitrary.
  • FIG. 7 shows an example of a calibration substrate 100 or an electronic circuit with various 1-port calibration standards / -DUTs 102, 2-port calibration standards / DUTs 104 and 3-port calibration standards / DUTs 106.
  • FIG functionally identical parts are denoted by the same reference numerals, as in FIGS.
  • the 3-port calibration standard or the 3-port DUT 106 includes, in addition to the first switch 20 for the first port, which is connectable to the first measuring port 38 of the vector network analyzer 40, and the second switch 22 for the second port, which with the second measuring port 42 of the vector network analyzer 40 is connectable, in addition a third switch 24, which (not shown) of the vector network analyzer 40 is connectable to a corresponding third Meßstor.
  • the calibration substrate 100 also contains, for example, a plurality of N-gates.
  • Calibration standards for different Calibrations. 108 denotes a transition. Insofar as 102, 104 and 106 are not a calibration standard but a DUT, a transition to a remaining circuit or a power transition may be provided instead of the terminating resistor 26.
  • the calibration substrate 100 or the calibration elements 12, 14, 16 can also be located together on a substrate 400 together with user circuits that contain corresponding DUTs 210, 212, 214.
  • Fig. 8 shows a user circuit having an input / output 402 and an input / output 404. Otherwise, in Fig. 8 functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in Fig. 1 to 7, so that for their explanation in the above description of Fig. 1 to 7 is referenced.
  • An auxiliary structure may extend along but also transversely to the first waveguide 18.
  • the switches 20, 22, 24 are preferably designed impedance-controlled. It is important that the highest possible insulation attenuation between the electrically non-interconnected electrical contacts 30, 32 and 34 is present.
  • a transition to another waveguide is preferably formed, such as a microstrip-coplanar junction, a microstrip coaxial junction, a coplanar coaxial junction, a coplanar microstrip
  • the power can be supplied via coaxial lines, PCB or on-wafer measuring tips.
  • the calibration substrate may have a base metallization.
  • two switches 20, 20a, 22, 22a may be arranged together in a housing.
  • the two switches can then be understood as a switching structure.
  • the switch 20, 22, 24 is a three-element device.
  • the switch 20, 22, 24 is mounted between two waveguides electrically connected to the electrical contacts 30 and 34, it electrically connects the two waveguides.
  • the switching can take place automatically as soon as another waveguide or a measuring port 38, 42 of a vector network analyzer 40 is electrically connected to the second contact 32 of the switch 20, 22, 24. If this further waveguide is removed, the switch switches back to the original position.
  • switching occurs through other mechanisms.
  • the switching can be done electrically, mechanically or optically.
  • the switch 20, 22, 24 may also be an active element. Then, for example, by changing an applied voltage potential of the switching process can be designed.
  • the switch 20, 22 or 24 to electrically connect all the combinations between the contacts 30, 32, 34 in pairs, that is also the second contact 32 to the third contact 34, which, for example, electrically by applying an electrical voltage 44th is controlled, as shown in Fig. 9 to 11.
  • Fig. 9 to 11 functionally identical parts are designated by the same reference numerals, as in Fig. 1 to 8, so that reference is made to their explanation to the above description of FIGS. 1 to 8.
  • an electrical voltage 44 of 0 volts in Fig. 10 for example, an electrical voltage 44 of -5 volts and in Fig. 11, for example, an electrical voltage 44 of +5 volts is applied. In this way, for example, in FIG.
  • two switches 22a and 20 are combined to form a single combined switch 28, which is assigned to the second measuring port 42 when measuring the DUT 210 and to the first measuring port 38 when measuring the DUT 212.
  • an identical combined switch 28 is also arranged on the calibration substrate at the corresponding port of the respective calibration standard.
  • the measuring system For the correct measurement of the scattering parameters of an N-gate, the measuring system must be calibrated. Depending on the calibration, M different N-Tor calibration standards (calibration elements) that are known or only partially known, needed. For calibration using M calibration standards, the electrical characteristics of the switches 20, 22, 24 and the first waveguide 18 and also the second waveguide 36 must each be identical for one port, but may be different between the N-ports.
  • the scattering parameters of a 2-port object should be measured.
  • three 2-port calibration standards are required. These may be, for example, two different lengths of wire and two short circuits, the short circuits each representing a 1-port object, but together corresponding to a 2-port object.
  • the three 2-port standards can have two different feed lines (first waveguides 18) per gate.
  • the switches 20, 22, 24 may also have different characteristics (eg losses) at each feed line (each first waveguide 18).
  • the first waveguides 18 and the switches 20, 22, 24 at the respective ports 1 of the calibration standards 12, 14, 16 and DUTs 210, 212, 214 must be identical.
  • the first waveguides 18 and the auxiliary structures must coincide with each other, but they may differ from those at the gate 1.
  • the invention also relates to a method for determining scattering parameters of an electrical DUT (DUT) comprising one or more electronic components that are electrically interconnected with a vector network analyzer, wherein the electrical measurement object is embedded in an electronic circuit, wherein at least one, in particular two, ports of the vector network analyzer are electrically connected to a calibration substrate having at least one calibration standard and the vector network analyzer is calibrated, subsequently separating the calibration substrate from the vector network analyzer and electrically connecting the at least one port to an electrical contact pad of the electronic circuit wherein the at least one gate of the vector network analyzer is electrically connected to the calibration substrate via at least one switch integrated in the calibration substrate and that there s least a gate of the Vector network analyzer is electrically connected via at least one switch integrated in the electronic circuit with the electronic circuit, wherein the at least one switch integrated in the calibration substrate and the at least one integrated in the electronic circuit switches, which are each associated with the same gate of the vector network analyzer, identical electrical Have properties.
  • DUT electrical DUT
  • one or more calibration standards are arranged on the calibration substrate, wherein each calibration standard is assigned at least one switch, in particular two switches.
  • the at least one switch is arranged on the electronic circuit between the electrical measurement object and the electronic circuit in which the electrical measurement object is embedded.
  • a switch is arranged on at least one, in particular two or all, electrical contact points between the electrical measurement object and the electronic circuit on the electronic circuit.
  • a simple, fast and functionally reliable electrical connection with high electrical quality in particular with regard to the RF quality achieved in that the electrical connection of the gates of the vector network analyzer with a respective switch of this switch, an electrical connection between the electrical DUT and the electronic circuit separates and an electrical connection between the electrical measuring object and the respective gate of the network analyzer manufactures.
  • the switches of the calibration substrate and the electronic circuit with identical electrical properties also have identical mechanical properties.
  • an electronic microswitch is used as the switch.
  • the switching over of the electrical connections upon connection of the second contact to or separation of the second contact from the measuring port of the vector network analyzer is carried out electrically, mechanically or optically.
  • the switching of the electrical connections upon connection of the second contact to the or separation of the second contact from the measuring port of the vector network analyzer is performed by applying a predetermined electrical voltage.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kalibriersubstrat (100) mit wenigstens einem Kalibrierstandard (12, 14, 16; 102, 104, 108), welches wenigstens zwei elektrische Anschlussstellen für jeweils ein Messtor (38, 42) eines Vektornetzwerkanalysators (40) aufweist. Erfindungsgemäß ist wenigstens eine elektrische Anschlussstelle von wenigstens einem Kalibrierstandard (12, 14, 16; 102, 104, 108) mit einem Schalter (20, 22, 24) ausgebildet, wobei der Schalter (20, 22, 24) einen ersten elektrischen Kontakt (30), welcher mit einer elektrischen Anschlussstelle des Kalibrierstandards (12, 14, 16; 102, 104, 108) elektrisch verbunden ist, einen zweiten elektrischen Kontakt (32), welcher zum elektrischen Verbinden mit einem Messtor (38, 42) des Vektornetzwerkanalysators (40) ausgebildet ist, und einen dritten elektrischen Kontakt (34), aufweist, wobei der Schalter (20, 22, 24) derart ausgebildet ist, dass entweder eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dritten elektrischen Kontakt (30, 34) oder zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt (30, 32) hergestellt wird.

Description

Messanordnung mit Kalibriersubstrat und elektronischer Schaltung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalibriersubstrat mit wenigstens einem Kalibrierstandard, welches wenigstens zwei elektrische Anschlussstellen für jeweils ein Messtor eines Vektornetzwerkanalysators aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektronische Schaltung mit wenigstens einem in die elektronische Schaltung eingebettetem elektrischen Messobjekt (DUT - Device LJnder lest), welches elektrische Kontaktstellen aufweist, die mit der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Messanordnung mit dem Kalibriersubstrat und der elektronischen Schaltung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestimmen von Streuparametern eines elektrischen Messobjektes (DUT - Device LJnder Test), welches ein oder mehrere elektronische Bauteile umfasst, die elektrisch miteinander verschaltet sind, mit einem Vektornetzwerkanalysator, wobei das elektrische Messobjekt in einer elektronischen Schaltung eingebettet ist, wobei wenigstens ein, insbesondere zwei Tore des Vektornetzwerkanalysators mit einem Kalibriersubstrat, welches wenigstens einen Kalibrierstandard aufweist, elektrisch verbunden werden und der Vektornetzwerkanalysator kalibriert wird, wobei anschließend das Kalibriersubstrat vom Vektometzwerkanalysator getrennt wird und das wenigstens eine Tor mit einer elektrischen Kontaktstelle der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden wird.
Bei der Entwicklung beispielsweise von komplexen planaren Mikrowellenschaltungen, welche aus mehreren Unterschaltkreisen aufgebaut sind, ist es nützlich, die Streuparameter für jeden Unterschaltkreis oder ggf. für einzelne elektronische Bauteile separat zu bestimmen. Hierdurch kann die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Unterschaltkreise bzw. elektronische Bauteile individuell analysiert und überprüft werden.
Die Bestimmung der Streuparameter eines elektrischen Messobjektes (DUT - Device Under Test) erfolgt mit einem Vektometzwerkanalysator (VNA). Der Nachteil der Vektornetzwerkanalyse ist, dass eine zerstörungsfreie Messung von eingebetteten Messobjekten (DUT) nur mit sehr großem Aufwand durchgeführt werden kann, da für jede Messung eines eingebetteten DUTs die elektrische Peripherie während der Kalibrierung mit berücksichtigt werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kalibriersubstrat, eine elektronische Schaltung und eine Messanordnung der o.g. Art hinsichtlich der Bestimmung von Streuparametern eines elektrischen Messobjektes, welches in einer elektronischen Schaltung eingebettet ist, zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kalibriersubstrat der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen, durch eine elektronische Schaltung der o.g. Art mit den in Anspruch 6 gekennzeichneten Merkmalen und durch eine Messanordnung der o.g. Art mit den in Anspruch 100 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Bei einem Kalibriersubstrat der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine elektrische Anschlussstelle von wenigstens einem Kalibrierstandard mit einem Schalter ausgebildet ist, wobei der Schalter einen ersten elektrischen Kontakt, welcher mit einer elektrischen Anschlussstelle des Kalibrierstandards elektrisch verbunden ist, einen zweiten elektrischen Kontakt, welcher zum elektrischen Verbinden mit einem Messtor des Vektornetzwerkanalysators ausgebildet ist, und einen dritten elektrischen Kontakt, aufweist, wobei der Schalter derart ausgebildet ist, dass bei freiem, elektrisch mit nichts verbundenem zweiten elektrischen Kontakt der Schalter eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dritten elektrischen Kontakt herstellt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten und ersten elektrischen Kontakt sowie zwischen dem zweiten und dritten elektrischen Kontakt getrennt ist, und dass bei mit einem Messtor des Vektornetzwerkanalysators elektrisch verbundenen zweiten elektrischen Kontakt der Schalter die elektrische Verbindung zwischen dem dritten und dem ersten Kontakt trennt und eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt herstellt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem dritten elektrischen Kontakt einerseits und dem zweiten elektrischen Kontakt andererseits getrennt ist.
Dies hat den Vorteil, dass auf einem Kalibriersubstrat mehrere Kalibrierstandards ausgebildet sein können, wobei die Messtore des Vektornetzwerkanalysators immer mit genau einem Kalibrierstandard verbunden werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kalibriersubstrat als Leiterplatte, gedruckte Schaltungsplatine oder Wafer und der Kalibrierstandard mit dem wenigstens einen Schalter als integrierte Schaltung auf der Leiterplatte, der gedruckten Schaltungsplatine oder dem Wafer ausgebildet.
Zum HF-technischen Abschließen des dritten elektrischen Kontaktes mit einem vorbestimmten Wellenwiderstand, ist der dritte elektrische Kontakt des Schalters in einer bevorzugten Ausführungsform mit einem HF-Abschlusswiderstand oder einem Leistungsübergang elektrisch verbunden. Zweckmäßigerweise ist der Schalter derart ausgebildet, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektometzwerkanalysators elektrisch, mechanisch oder optisch erfolgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schalter derart ausgebildet, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektometzwerkanalysators durch Anlegen einer vorbestimmten elektrischen Spannung erfolgt.
Bei einer elektronischen Schaltung der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine elektrische Kontaktstelle von wenigstens einem elektrischen Messobjekt mit einem Schalter ausgebildet ist, wobei der Schalter einen ersten elektrischen Kontakt, welcher mit einer elektrischen Kontaktstelle des elektrischen Messobjekts elektrisch verbunden ist, einen zweiten elektrischen Kontakt, welcher zum elektrischen Verbinden mit einem Messtor eines Vektometzwerkanalysators ausgebildet ist, und einen dritten elektrischen Kontakt, welcher mit der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden ist, aufweist, wobei der Schalter derart ausgebildet ist, dass bei freiem, elektrisch mit nichts verbundenem zweiten elektrischen Kontakt der Schalter eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dritten elektrischen Kontakt herstellt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten elektrischen Kontakt einerseits und dem ersten sowie dritten elektrischen Kontakt andererseits getrennt ist, und dass bei mit einem Messtor des Vektometzwerkanalysators elektrisch verbundenen zweiten elektrischen Kontakt der Schalter die elektrische Verbindung zwischen dem dritten und dem ersten Kontakt trennt und eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt herstellt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem dritten elektrischen Kontakt einerseits und dem zweiten elektrischen Kontakt andererseits getrennt ist. Dies hat den Vorteil, dass mit der Vektornetzwerkanalysators an das in die elektronische Schaltung eingebettete elektrische Messobjekt direkt und ohne elektrischen Kontakt zur elektronischen Schaltung und ohne das elektrische Messobjekt aus der elektronischen Schaltung mechanisch lösen zu müssen elektrisch angeschlossen werden kann, so dass die Streuparameter des elektrischen Messobjekts unabhängig von den elektrischen Eigenschaften der restlichen elektronischen Schaltung bestimmt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die elektronische Schaltung, das wenigstens eine elektrische Messobjekt und der wenigstens eine Schalter als integrierte Schaltung auf einer Leiterplatte, einer gedruckten Schaltungsplatine oder einem Wafer ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist der Schalter derart ausgebildet, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektornetzwerkanalysators elektrisch, mechanisch oder optisch erfolgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schalter derart ausgebildet, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektornetzwerkanalysators durch Anlegen einer vorbestimmten elektrischen Spannung erfolgt.
Bei einer Messanordnung der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schalter des Kalibriersubstrates und die Schalter der elektronischen Schaltung, die jeweils demselben Tor des Vektornetzwerkanalysators zugeordnet sind, identische elektrische Eigenschaften aufweisen.
Dies hat den Vorteil, dass der Kalibrieraufwand minimiert ist, da alle elektrischen Messobjekte einer Schaltung unter Verwendung von nur einem Kalibriersubstrat charakterisiert werden können. Es ergeben sich eindeutige Messergebnisse, da die Schalter bzw. deren elektrische Eigenschaften auch bei der Kalibrierung des Vektornetzwerkanalysators berücksichtigt sind.
Zweckmäßigerweise weisen alle Schalter des Kalibriersubstrates und der elektronischen Schaltung identische elektrische Eigenschaften auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schalter mit identischen elektrischen Eigenschaften auch identische mechanische Eigenschaften auf. Insbesondere sind die die Schalter mit identischen elektrischen Eigenschaften identisch ausgebildet sind.
In besonders bevorzugter Weise sind die elektronische Schaltung und das Kalibriersubstrat auf derselben Leiterplatte, derselben gedruckten Schaltungsplatine oder demselben Wafer ausgebildet.
Bei einem Verfahren der o.g. Art ist das wenigstens eine Tor des Vektornetzwerkanalysators über jeweils wenigstens einen in dem Kalibriersubstrat integrierten Schalter mit dem Kalibriersubstrat elektrisch verbunden und das wenigstens eine Tor des Vektornetzwerkanalysators über jeweils wenigstens einen in der elektronischen Schaltung integrierten Schalter mit der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden, wobei der wenigstens eine in dem Kalibriersubstrat integrierte Schalter sowie der wenigstens eine in der elektronischen Schaltung integrierte Schalter, die jeweils demselben Tor des Vektornetzwerkanalysators zugeordnet sind, identische elektrische Eigenschaften aufweisen.
Dies hat den Vorteil, dass der Kalibrieraufwand minimiert ist, da alle elektrischen Messobjekte einer Schaltung unter Verwendung von nur einem Kalibriersubstrat charakterisiert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden auf dem Kalibriersubstrat ein oder mehrere Kalibrierstandards angeordnet, wobei jedem Kalibrierstandard wenigstens ein, insbesondere zwei, Schalter zugeordnet sind. Dadurch, dass auf der elektronischen Schaltung der wenigstens eine Schalter zwischen dem elektrischen Messobjekte und der elektronischen Schaltung, in der das elektrische Messobjekt eingebettet ist, angeordnet wird, können die Streuparameter des elektrischen Messobjektes unabhängig und isoliert von der elektrischen Eigenschaften der restlichen elektronischen Schaltung bestimmt werden.
Zweckmäßigerweise wird auf der elektronischen Schaltung jeweils ein Schalter an wenigstens einer, insbesondere zwei oder allen, elektrischen Kontaktstellen zwischen dem elektrischen Messobjekt und der elektronischen Schaltung angeordnet.
Eine einfache, schnelle und funktionssichere elektrische Verbindung mit hoher elektrischer Qualität insbesondere hinsichtlich der HF-Güte erzielt man dadurch, dass beim elektrischen Verbinden der Tore des Vektornetzwerkanalysators mit einem jeweiligen Schalter dieser Schalter eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Messobjekt und der elektronischen Schaltung trennt und eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Messobjekt und dem jeweiligen Tor des Netzwerkanalysators herstellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schalter des Kalibriersubstrats und der elektronischen Schaltung mit identischen elektrischen Eigenschaften auch identische mechanische Eigenschaften auf.
Zweckmäßigerweise sind die Schalter des Kalibriersubstrats und der elektronischen Schaltung mit identischen elektrischen Eigenschaften identisch ausgebildet
In einer bevorzugen Ausführungsform wird als Schalter ein elektronischer Mikroschalter verwendet. Zweckmäßigerweise wird die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektometzwerkanalysators elektrisch, mechanisch oder optisch durchgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektometzwerkanalysators durch Anlegen einer vorbestimmten elektrischen Spannung durchgeführt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Anordnung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kalibriersubstrates mit Schaltern,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Schalters,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schalters von Fig. 2 in einem ersten Schaltzustand,
Fig.4 eine schematische Darstellung des Schalters von Fig. 2 in einem zweiten
Schaltzustand,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung mit elektrischen
Messobjekten,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung mit elektrischen Messobjekten, Fig. 7 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kalibriersubstrates mit Schaltern,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messanordnung,
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Schalters in einer ersten Schaltstellung,
Fig. 10 eine schematische Darstellung des Schalters von Fig. 9 in einer zweiten
Schaltstellung und
Fig. 11 eine schematische Darstellung des Schalters von Fig. 9 in einer dritten Schaltstellung.
Die in Fig. 1 dargestellte, erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kalibriersubstrates 100 in Form eines planaren TLR- Kalibriersubstrates (TLR = Thru-Line-Reflect) umfasst drei Kalibrierstandards 12, 14 und 16, die als beispielsweise gedruckte Schaltungen auf dem Kalibriersubstrat 100 ausgebildet sind. Jeder Kalibrierstandard 12, 14 und 16 ist über jeweilige erste Wellenleiter 18 mit einem ersten Schalter 20 und einem zweiten Schalter 22 elektrisch verbunden. Jeder Schalter 20, 22 ist wiederum mit einem Abschlusswiderstand 26 elektrisch verbunden. Der erste Wellenleiter 18 ist beispielsweise ein planarer Wellenleiter.
Wie aus Fig. 2 bis 4 ersichtlich, umfasst jeder Schalter 20, 22 einen ersten elektrischen Kontakt 30, einen zweiten elektrischen Kontakt 32 und einen dritten elektrischen Kontakt 34. Der erste elektrische Kontakt 30 ist über einen ersten Wellenleiter 18 mit dem Kalibrierstandard 12, 14, 16 elektrisch verbunden. Der dritte elektrische Kontakt 34 ist ebenfalls über einen ersten Wellenleiter 18 mit dem Abschlusswiderstand 26 elektrisch verbunden. Der zweite elektrische Kontakt 32 ist wahlweise mit einem zweiten Wellenleiter 36, welcher beispielsweise als koaxialer Wellenleiter ausgebildet ist, elektrisch verbindbar. Ggf. ist ein Teil des zweiten Wellenleiters 36 auf dem Kalibriersubstrat 100 ausgebildet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der zweite elektrische Kontakt 32 der ersten Schalter 20 wahlweise mit einem ersten Messtor 38 eines Vektornetzwerkanalysators 40 verbindbar und der zweite elektrische Kontakt 32 der zweiten Schalter 22 wahlweise mit einem zweiten Messtor 42.
Die Schalter 20, 22 sind derart ausgebildet, dass, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in einer ersten Schaltstellung bzw. Grundstellung, in der der zweite Kontakt 32 frei ist, d.h. der zweite Kontakt ist nicht mit einem Messtor 38 bzw. 42 des Vektornetzwerkanalysators 40 elektrisch verbunden, der erste Kontakt 30 mit dem dritten Kontakt 34 elektrisch verbunden ist. Gleichzeitig ist der zweite elektrische Kontakt 32 vom ersten und dritten elektrischen Kontakt 30, 34 elektrisch getrennt, wobei eine für die Anwendung ausreichende elektrische Isolationsdämpfung zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt 30, 32 sowie dem dritten und zweiten elektrischen Kontakt 32, 34 durch den Schalter 20, 22 bereitgestellt wird.
Sobald der zweite elektrische Kontakt 32 über den zweiten Wellenleiter 36 mit einem Messtor 38 bzw. 42 des Vektornetzwerkanalysators 40 elektrisch verbunden ist, schaltet der Schalter 20, 22 in die in Fig. 4 dargestellte zweite Schaltstellung um. Hierbei ist die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem dritten elektrischen Kontakt 30, 34 getrennt und stattdessen ist der erste elektrische Kontakt 30 mit dem zweiten elektrischen Kontakt 32 elektrisch verbunden. Gleichzeitig ist der dritte elektrische Kontakt 34 vom ersten und zweiten elektrischen Kontakt 30, 32 elektrisch getrennt, wobei eine für die Anwendung ausreichende elektrische Isolationsdämpfung zwischen dem ersten und dritten elektrischen Kontakt 30, 34 sowie dem zweiten und dritten elektrischen Kontakt 32, 34 durch den Schalter 20, 22 bereitgestellt wird. Auf diese Weise wird also das jeweilige Messtor 38, 40 durch den Schalter 20, 22 mit einem jeweiligen elektrischen Anschluss des jeweiligen Kalibrierungsstandards 12, 14, 16 auf dem Kalibriersubstrat 100 durch einfaches elektrisches Verbinden eines der Messtore 38, 42 bzw. eines zweiten Wellenleiters 36 mit einem der zweiten elektrischen Kontakte 32 hergestellt.
In Fig. 5 sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 4 bezeichnet, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der Fig. 1 bis 4 verwiesen wird. Fig. 5 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform einer elektronischen Schaltung 200 die in Form einer planaren Schaltung ausgebildet ist, in die mehrere elektronische Messobjekte (DUT - Device Under Test) 210, 212, 214 eingebettet sind. Das zweite DUT 212 soll mittels des Vektornetzwerkanalysators 40 charakterisiert werden. In die elektronischen Schaltung 200 sind Schalter 20, 22 eingebettet, wobei die ersten Kontakte 30 der Schalter 20, 22 jeweils mit dem DUT 212 und die dritten Kontakte 34 der Schalter 20, 22 jeweils mit der Schaltung 200 verbunden sind. Bezugszeichen 218 bezeichnet eine Referenzebene.
Da die Eigenschaften der Schalter 20, 22 in der Kalibrierung, wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 erläutert, mit berücksichtigt sind, müssen die gleichen Schalter 20, 22 auch bei der Charakterisierung des DUT 212 mit berücksichtigt werden. Der Ausdruck "gleicher Schalter" bedeutet hierbei Schalter mit zumindest gleichen elektrischen Eigenschaften, wobei bevorzugte die Schalter 20, 22 in der elektronischen Schaltung 200 identisch wie die Schalter 20, 22 in dem Kalibriersubstrat 100 ausgebildet sind. Die Schalter 20, 22 sind in allen Zuleitungen des zu untersuchenden DUT 212 zur restlichen Schaltung 200 implementiert, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Schalter sind derart eingebaut, dass sie eine Verbindung zwischen den Messtoren 38, 42 des Vektornetzwerkanalysators 40 und dem zu charakterisierenden DUT (hier DUT 212) ermöglichen. Nach der Charakterisierung bzw. Fehlerkontrolle des DUT 212 verbleiben die Schalter 20, 22 in der Schaltung 200. Sobald die elektrische Verbindung zwischen den Messtoren 38, 42 des Vektornetzwerkanalysators 40 und den zweiten Kontakten 32 der Schalter 20, 22 getrennt sind, verbindet der jeweilige Schalter 20, 22 wieder das DUT 212 mit den anderen, benachbarten Teilen der Schaltung 200, nämlich mit den DUTs 210, 224, wie bereits zuvor in Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 beschrieben. Mit dem gleichen Kalibriersubstrat 100 aus Fig. 1 können auch alle anderen DUTs 210, 214 der planaren Schaltung 200 charakterisiert werden. Dazu muss lediglich in jeder Zuleitung des zu untersuchenden DUT 210, 214 jeweils ein Schalter 20, 22 platziert werden. Ein Beispiel zur Charakterisierung des DUT 210 ist in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 6 sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 bis 5, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der Fig. 1 bis 5 verwiesen wird. Fig. 6 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer elektronischen Schaltung 300 in Form einer planaren Schaltung, wobei im Unterschied zur ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 5 zusätzliche Schalter 20a und 22a beidseits des DUT 210 angeordnet sind. Diese Schalter 20a und 22a sind identisch ausgebildet wie die Schalter 20 und 22. Zur Charakterisierung des DUT 210 werden die Messtore 38 und 42 des Vektometzwerkanalysators 40 statt mit den zweiten elektrischen Kontakten 32 der Schalter 20 und 22 mit den zweiten elektrischen Kontakten 32 der Schalter 20a und 22a elektrisch verbunden.
Durch die Verwendung der Schalter 20, 20a, 22, 22a nimmt die elektrische Peripherie, wie die weiteren DUTs 212 und 214 bzw. die weiteren DUTs 210, 214 der restlichen Schaltung 200 bzw. 300, keinen Einfluss auf die Messung und Charakterisierung des DUT 210 bzw. 212. Voraussetzung für eine genaue Messung ist, dass die Schalter 20, 20a und/oder die Schalter 22, 22a während der Kalibrierung einerseits, wie in Fig. 1 bis 4 dargestellt, und der Messung andererseits, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, möglichst identische Eigenschaften, insbesondere identische elektrische Eigenschaften, aufweisen. Die Isolationsdämpfung zwischen den jeweiligen elektrischen Kontakten 32 und 34 sollte so groß wie möglich sein. Die zweiten elektrischen Kontakte 32 der Schalter 20 und 22 sind frei, d.h. elektrisch nicht mit einem Messtor 38, 42 eines Vektornetwerkanalysators 40 verbunden. Dadurch stellen die Schalter 20, 22 jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 30 mit dem dritten elektrischen Kontakt 34 her.
Über die Schalter 20, 20a, 22, 22a wird jeweils die Signalenergie aus dem Vektornetzwerkanalysator 40 an das jeweilige Kalibrierelement 12, 14, 16 bzw. das jeweilige DUT 210, 212, 214 übertragen. Das Kalibriersubstrat 100 umfasst verschiedene Kalibrierelemente 12, 14, 16 (beispielsweise Kurzschluss-Standard, Leerlauf-Standard, Widerstandsstandard, Leitungsstandard, etc.), wobei die Kalibrierelemente 12, 14, 16 je Messtor an der ersten Wellenleitung 18 (beispielsweise Mikrostreifenleitung, Koplanarleitung, etc.) angeschlossen sind, wobei wiederum der erste Wellenleiter 18 mit einem Umschalter bzw. Signalschalter 20, 22 verbunden ist. Der Umschalter bzw. Signalschalter 20, 22 ist mit einer Abschlussimpedanz Zab terminiert.
Auf dem Kalibriersubstrat 100 sind ggf. auch beliebige andere Messobjekte oder Verifikationsstandards zur Überprüfung der Kalibrierung angeordnet. Die Kalibrierelemente 12, 14, 16 besitzen allgemein N-Tore, N erste Wellenleitungen 18 und mindestens N Schalter 20, 22 (je erste Wellenleitung 18 mindestens einen Schalter), wobei je Tor auf dem Kalibriersubstrat die ersten Wellenleitungen 18 und Schalter 20, 22 unterschiedlich hinsichtlich der Geometrie und der Position sein können. Die Aufgabe der Schalter 20, 20a, 22, 22a ist die Verbindung der einzelnen Messtore 38, 42 des Vektornetzwerkanalysators 40 mit den Kalibrier-Λ/erifikationsstandards 12, 14, 16 bzw. den Messobjekten (DUTs) 210, 212, 214, so dass die umgebende, leitungsgebundene Peripherie der restlichen elektronischen Schaltung 200, 300 keinen Einfluss auf die Messergebnisse hat. Die Funktion des Schalters 20, 20a, 22, 22a wurde zuvor bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 erläutert. Der Schalter 20, 20a, 22, 22a kann ein beliebiges Aussehen bzw. eine beliebige Form haben. Es ist jedoch wichtig, dass er die beschriebene Funktion aufweist und wenigstens die einem bestimmten Messtor 38 bzw. 42 zugeordneten Schalter 20, 20a bzw. 22, 22a identische elektrische Eigenschaften aufweisen bzw. identisch ausgebildet sind. Die Schalter 20, 20a, 22, 22a verschiedener Messtore 38, 42 können unterschiedlich gestaltet sein und auch unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen. Die voranstehende Beschreibung mit identischen Schaltern 20, 20a, 22, 22a an allen Messtoren 38, 42 ist lediglich beispielhaft. Der Schalter 20, 20a, 22 bzw. 22a können auch aus verschiedenen Schaltern kombiniert sein.
Das Kalibriersubstrat 100 ist beispielsweise als gedruckte Schaltungsplatine (PCB), Wafer, etc. ausgebildet, wobei das Trägermaterial aus beliebigen, festen, nicht oder schwach leitenden Substratmaterialien (wie beispielsweise Glas, Keramik, FR4, Rogers RO 4003, Epoxydmaterial, etc.) hergestellt ist. Das Kalibriersubstrat 100 ist beispielsweise als Mehrlagenplatine mit mehreren Substratlagen ausgebildet, wobei die Schalter 20, 20a, 22, 22a sich auf derselben Substratlage wie die ersten Wellenleiter 18 befinden. Die Anordnungen/Positionen der Kalibrierstandards 12, 14, 16 auf dem Kalibriersubstrat 100 bzw. DUTs 210, 212 214 auf der elektronischen Schaltung 200, 300 sind beliebig. Die Positionen und die Ausführungsformen der Schalter 20, 20a, 22, 22a und der ersten Wellenleitungen 18 können für jedes der N Messtore eines Kalibrierstandards 12, 14, 16 verschieden sein, jedoch müssen für alle Kalibrierstandards 12, 14, 16, die für eine Kalibrierung notwendig sind, und für alle DUTs 210, 212, 214 die erste Wellenleitung und die entsprechenden Schalter 20, 20a, 22, 22a je Tor stets identisch sein, d.h. zumindest identische elektrische Eigenschaften aufweisen. Fig. 7 zeigt beispielhaft ein Kalibriersubstrat 100 bzw. eine elektronische Schaltung mit verschiedenen 1-Tor-Kalibrierstandards/-DUTs 102, 2- Tor-Kalibrierstandards/-DUTs 104 und 3-Tor-Kalibrierstandards/-DUTs 106. In Fig. 7 sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in Fig. 1 bis 6, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der der Fig. 1 bis 6 verwiesen wird. Der 3-Tor-Kalibrierstandard bzw. das 3-Tor-DUT 106 umfasst neben dem ersten Schalter 20 für das erste Tor, welches mit dem ersten Messtor 38 des Vektornetzwerkanalysators 40 verbindbar ist, und dem zweiten Schalter 22 für das zweite Tor, welches mit dem zweiten Messtor 42 des Vektornetzwerkanalysators 40 verbindbar ist, zusätzlich einen dritten Schalter 24, welcher mit einem entsprechenden dritten Messtor (nicht dargestellt) des Vektornetzwerkanalysators 40 verbindbar ist. Die Schalter 24 sind analog aufgebaut und ausgebildet, wie die Schalter 20 bzw. 22. Mit anderen Worten gilt die obige Beschreibung der Schalter 20, 22 analog auch für die dritten Schalter 24. Auf dem Kalibriersubstrat 100 befinden sich beispielsweise auch mehrere N-Tor-Kalibrierstandards für verschiedene Kalibrierungen. Mit 108 ist ein Übergang bezeichnet. Sofern es sich bei 102, 104 und 106 nicht um einen Kalibrierstandard, sondern um ein DUT handelt, ist statt des Abschlusswiderstandes 26 ggf. ein Übergang zu einer restlichen Schaltung oder ein Leistungsübergang vorgesehen.
Wie beispielhaft in Fig. 8 dargestellt, können das Kalibriersubstrat 100 bzw. die Kalibrierelemente 12, 14, 16 auch zusammen mit Anwenderschaltungen, die entsprechende DUTs 210, 212, 214 enthalten, gemeinsam auf einem Substrat 400 befinden. Fig. 8 zeigt eine Anwender Schaltung mit einem Eingang/Ausgang 402 und einem Eingang/Ausgang 404. Ansonsten sind in Fig. 8 funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in Fig. 1 bis 7, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der Fig. 1 bis 7 verwiesen wird.
Eine Hilfsstruktur kann sich entlang, aber auch quer zur ersten Wellenleitung 18 erstrecken.
Die Schalter 20, 22, 24 sind bevorzugt impedanzkontrolliert ausgeführt. Wichtig ist, dass eine möglichst hohe Isolationsdämpfung zwischen den elektrisch nicht miteinander verbunden elektrischen Kontakten 30, 32 und 34 vorhanden ist. Am Ende des mit dem zweiten elektrischen Kontakt 32 verbundenen zweiten Wellenleiters 36 ist bevorzugt ein Übergang zu einem anderen Wellenleiter ausgebildet, wie beispielsweise ein Mikrostreifen-Koplanar-Übergang, ein Mikrostreifen-Koaxial-Übergang, ein Koplanar-Koaxial-Übergang, ein Koplanar- Mikrostreifen-Übergang etc.. Dadurch kann die Leistungszufuhr beispielsweise über Koaxialleitungen, PCB- oder On-Wafer-Messspitzen erfolgen. Das Kalibriersubstrat weist ggf. eine Grundmetallisierung auf.
Für die praktische Handhabung können auch zwei Schalter 20, 20a, 22, 22a zusammen in einem Gehäuse angeordnet sein. Die beiden Schalter können dann als eine Schaltstruktur aufgefasst werden. In Fig. 6 wäre dann beispielsweise die Kombination aus Schalter 22a und Schalter 20 zwischen den DUTs 210 und 212 eine derartige Schaltstruktur. Der Schalter 20, 22, 24 ist ein Dreitor-Bauelement. Wird der Schalter 20, 22, 24 zwischen zwei Wellenleitern montiert, die mit den elektrischen Kontakten 30 und 34 elektrisch verbunden sind, dann verbindet er die beiden Wellenleiter elektrisch. Das Umschalten kann automatisch erfolgen, sobald ein weiterer Wellenleiter bzw. ein Messtor 38, 42 eines Vektornetzwerkanalysators 40 mit dem zweiten Kontakt 32 des Schalters 20, 22, 24 elektrisch verbunden ist. Wird dieser weitere Wellenleiter wieder entfernt, schaltet der Schalter wieder in die Ursprungsposition. Alternativ erfolgt das Umschalten durch andere Mechanismen. Beispielsweise kann das Umschalten elektrisch, mechanisch oder optisch erfolgen. Der Schalter 20, 22, 24 kann auch ein aktives Element sein. Dann kann beispielsweise durch Änderung eines anliegenden Spannungspotentials der Schaltprozess ausgelegt werden.
Es ist auch möglich, dass der Schalter 20, 22 bzw. 24 alle Kombination zwischen den Kontakten 30, 32, 34 paarweise elektrisch miteinander verbindet, also auch den zweiten Kontakt 32 mit dem dritten Kontakt 34, was beispielsweise elektrisch durch Anlegen einer elektrischen Spannung 44 gesteuert wird, wie in Fig. 9 bis 11 dargestellt. In Fig. 9 bis 11 sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in Fig. 1 bis 8, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der Fig. 1 bis 8 verwiesen wird. In Fig. 9 ist beispielsweise eine elektrische Spannung 44 von 0 Volt, bei Fig. 10 ist beispielsweise eine elektrische Spannung 44 von -5 Volt und in Fig. 11 ist beispielsweise eine elektrische Spannung 44 von +5 Volt angelegt. Auf diese Weise sind beispielsweise in Fig. 6 zwei Schalter 22a und 20 zu einem einzigen kombinierten Schalter 28 zusammengefasst, welcher beim Messen des DUT 210 dem zweiten Messtor 42 und beim Messen des DUT 212 dem ersten Messtor 38 zugeordnet ist. Vorteilhafterweise ist ein identischer kombinierter Schalter 28 auch auf dem Kalibriersubstrat an dem entsprechenden Tor des jeweiligen Kalibrierstandards angeordnet.
Für die richtige Messung der Streuparameter eines N-Tores muss das Messsystem kalibriert werden. Je nach Kalibrierung werden M verschiedene N-Tor- Kalibrierstandards (Kalibrierelemente), die bekannt oder nur teilweise bekannt sind, benötigt. Für eine Kalibrierung unter Verwendung von M Kalibrierstandards müssen die elektrischen Eigenschaften des Schalters 20, 22, 24 und der ersten Wellenleitung 18 bzw. auch der zweiten Wellenleitung 36 jeweils für ein Tor identisch sein, können aber zwischen den N-Toren unterschiedlich sein.
Beispielsweise sollen die Streuparameter eines 2-Tor-Objektes gemessen werden. Für eine LLR (TRL)-Kalibrierung sind drei 2-Tor-Kalibrierstandards notwendig. Dies können zum Beispiel zwei unterschiedlich lange Leitungen und zwei Kurzschlüsse sein, wobei die Kurzschlüsse jeweils ein 1-Tor-Objekt darstellen, aber zusammen einem 2-Tor-Objekt entsprechen. Die drei 2-Tor-Standards können je Tor zwei unterschiedliche Zuleitungen (erste Wellenleitungen 18) besitzen. Die Schalter 20, 22, 24 können ebenfalls an jeder Zuleitung (jeder ersten Wellenleitung 18) unterschiedliche Eigenschaften (z. B Verluste) aufweisen. Jedoch müssen die ersten Wellenleitungen 18 und die Schalter 20, 22, 24 an den jeweiligen Toren 1 der Kalibrierstandards 12, 14, 16 und DUTs 210, 212, 214 identisch sein. Auch am Tor 2 der Kalibrierstandards 12, 14, 16 müssen die ersten Wellenleiter 18 und die Hilfsstrukturen untereinander übereinstimmen, jedoch können sie sich zu denen am Tor 1 unterscheiden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen von Streuparametern eines elektrischen Messobjektes (DUT - Device LJnder Test), welches ein oder mehrere elektronische Bauteile umfasst, die elektrisch miteinander verschaltet sind, mit einem Vektornetzwerkanalysator, wobei das elektrische Messobjekt in einer elektronischen Schaltung eingebettet ist, wobei wenigstens ein, insbesondere zwei Tore des Vektornetzwerkanalysators mit einem Kalibriersubstrat, welches wenigstens einen Kalibrierstandard aufweist, elektrisch verbunden werden und der Vektornetzwerkanalysator kalibriert wird, wobei anschließend das Kalibriersubstrat vom Vektornetzwerkanalysator getrennt wird und das wenigstens eine Tor mit einer elektrischen Kontaktstelle der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden wird, wobei das wenigstens eine Tor des Vektornetzwerkanalysators über jeweils wenigstens einen in dem Kalibriersubstrat integrierten Schalter mit dem Kalibriersubstrat elektrisch verbunden wird und dass das wenigsten eine Tor des Vektornetzwerkanalysators über jeweils wenigstens einen in der elektronischen Schaltung integrierten Schalter mit der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden wird, wobei der wenigstens eine in dem Kalibriersubstrat integrierte Schalter sowie der wenigstens eine in der elektronischen Schaltung integrierte Schalter, die jeweils demselben Tor des Vektornetzwerkanalysators zugeordnet sind, identische elektrische Eigenschaften aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass der Kalibrieraufwand minimiert ist, da alle elektrischen Messobjekte einer Schaltung unter Verwendung von nur einem Kalibriersubstrat charakterisiert werden können.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze werden auf dem Kalibriersubstrat ein oder mehrere Kalibrierstandards angeordnet, wobei jedem Kalibrierstandard wenigstens ein, insbesondere zwei Schalter zugeordnet sind.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze wird auf der elektronischen Schaltung der wenigstens eine Schalter zwischen dem elektrischen Messobjekte und der elektronischen Schaltung, in der das elektrische Messobjekt eingebettet ist, angeordnet. Dadurch können die Streuparameter des elektrischen Messobjektes unabhängig und isoliert von der elektrischen Eigenschaften der restlichen elektronischen Schaltung bestimmt werden.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze wird auf der elektronischen Schaltung jeweils ein Schalter an wenigstens einer, insbesondere zwei oder allen, elektrischen Kontaktstellen zwischen dem elektrischen Messobjekt und der elektronischen Schaltung angeordnet.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze wird eine einfache, schnelle und funktionssichere elektrische Verbindung mit hoher elektrischer Qualität insbesondere hinsichtlich der HF-Güte dadurch erzielt, dass beim elektrischen Verbinden der Tore des Vektornetzwerkanalysators mit einem jeweiligen Schalter dieser Schalter eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Messobjekt und der elektronischen Schaltung trennt und eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Messobjekt und dem jeweiligen Tor des Netzwerkanalysators herstellt.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze weisen die Schalter des Kalibriersubstrats und der elektronischen Schaltung mit identischen elektrischen Eigenschaften auch identische mechanische Eigenschaften auf.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze sind alle Schalter des Kalibriersubstrats und der elektronischen Schaltung mit identischen elektrischen Eigenschaften identisch ausgebildet.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze wird als Schalter ein elektronischer Mikroschalter verwendet.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze wird die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektornetzwerkanalysators elektrisch, mechanisch oder optisch durchgeführt.
Bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze wird die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektornetzwerkanalysators durch Anlegen einer vorbestimmten elektrischen Spannung durchgeführt.

Claims

Patentansprüche:
1. Kalibriersubstrat (100) mit wenigstens einem Kalibrierstandard (12, 14, 16; 102, 104, 108), welches wenigstens zwei elektrische Anschlussstellen für jeweils ein Messtor (38, 42) eines Vektornetzwerkanalysators (40) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine elektrische Anschlussstelle von wenigstens einem Kalibrierstandard (12, 14, 16; 102, 104, 108) mit einem Schalter (20, 22, 24) ausgebildet ist, wobei der Schalter (20, 22, 24) einen ersten elektrischen Kontakt (30), welcher mit einer elektrischen Anschlussstelle des Kalibrierstandards (12, 14, 16; 102, 104, 108) elektrisch verbunden ist, einen zweiten elektrischen Kontakt (32), welcher zum elektrischen Verbinden mit ei- nem Messtor (38, 42) des Vektornetzwerkanalysators (40) ausgebildet ist, und einen dritten elektrischen Kontakt (34), aufweist, wobei der Schalter (20, 22, 24) derart ausgebildet ist, dass bei freiem, elektrisch mit nichts verbundenem zweiten elektrischen Kontakt (32) der Schalter (20, 22, 24) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dritten elektrischen Kon- takt (30, 34) herstellt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten und ersten elektrischen Kontakt (30, 32) sowie zwischen dem zweiten und dritten elektrischen Kontakt (32, 34) getrennt ist, und dass bei mit einem Messtor (38, 42) des Vektornetzwerkanalysators (40) elektrisch verbundenen zweiten elektrischen Kontakt (32) der Schalter (20, 22, 24) die elektrische Verbindung zwischen dem dritten und dem ersten elektrischen
Kontakt (30, 34) trennt und eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt (30, 32) herstellt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem dritten elektrischen Kontakt (34) einerseits und dem zweiten elektrischen Kontakt (32) andererseits getrennt ist.
2. Kalibriersubstrat (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriersubstrat (100) als Leiterplatte, gedruckte Schaltungsplatine o- der Wafer und der Kalibrierstandard mit dem wenigstens einen Schalter (20, 22, 24) als integrierte Schaltung auf der Leiterplatte, der gedruckten Schaltungsplatine oder dem Wafer ausgebildet ist.
3. Kalibriersubstrat (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte elektrische Kontakt (34) des Schalters (20, 22, 24) mit einem HF-Abschlusswiderstand (26) oder einem Leistungsübergang elektrisch verbunden ist.
4. Kalibriersubstrat (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (20, 22, 24) derart ausgebildet ist, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten elektrischen Kontaktes (32) an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes (32) von dem Messtor (38, 42) des Vektornetzwerk- analysators (40) elektrisch, mechanisch oder optisch erfolgt.
5. Kalibriersubstrat (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (20, 22, 24) derart ausgebildet ist, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten elektrischen Kontaktes (32) an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes (32) von dem Messtor (38, 42) des Vektornetzwerk- analysators (40) durch Anlegen einer vorbestimmten elektrischen Span- nung (44) erfolgt.
6. Elektronische Schaltung (200, 300, 400) mit wenigstens einem in die elektronische Schaltung eingebettetem elektrischen Messobjekt (DUT - Device LJnder Test) (210, 212, 214), welches elektrische Kontaktstellen aufweist, die mit der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine elektrische Kontaktstelle von wenigstens einem elektrischen Messobjekt (210, 212, 214) mit einem Schalter (20, 22, 24) ausgebildet ist, wobei der Schalter (20, 22, 24) einen ersten elektrischen Kontakt (30), welcher mit einer elektrischen Kontaktstelle des elektrischen Messobjekts (210, 212, 214) elektrisch verbunden ist, einen zweiten elektrischen Kontakt (32), welcher zum elektrischen Verbinden mit einem Messtor (38, 42) eines Vektornetzwerkanalysators (40) ausgebildet ist, und einen dritten elektrischen Kontakt (34), welcher mit der elektronischen Schaltung elekt- risch verbunden ist, aufweist, wobei der Schalter (20, 22, 24) derart ausgebildet ist, dass bei freiem, elektrisch mit nichts verbundenem zweiten elektrischen Kontakt (32) der Schalter (20, 22, 24) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dritten elektrischen Kontakt (30, 34) herstellt, wo- bei eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten elektrischen Kontakt
(32) einerseits und dem ersten sowie dritten elektrischen Kontakt (30, 34) andererseits getrennt ist, und dass bei mit einem Messtor (38, 42) des Vek- tornetzwerkanalysators (40) elektrisch verbundenen zweiten elektrischen Kontakt (32) der Schalter (20, 22, 24) die elektrische Verbindung zwischen dem dritten und dem ersten Kontakt (30, 34) trennt und eine elektrische
Verbindung zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt (30, 32) herstellt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem dritten elektrischen Kontakt (34) einerseits und dem zweiten elektrischen Kontakt (32) andererseits getrennt ist.
7. Elektronische Schaltung (200, 300, 400) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (200, 300, 400), das wenigstens eine elektrische Messobjekt (210, 212, 214) und der wenigstens eine Schalter (20, 22, 24) als integrierte Schaltung auf einer Leiterplatte, ei- ner gedruckten Schaltungsplatine oder einem Wafer ausgebildet sind.
8. Elektronische Schaltung (200, 300, 400) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (20, 22, 24) derart ausgebildet ist, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten elektrischen Kontaktes (32) an das bzw. Trennung des zweiten elektrischen Kontaktes (32) von dem Messtor (38, 42) des Vektornetzwerkanalysators (40) elektrisch, mechanisch oder optisch erfolgt.
9. Elektronische Schaltung (200, 300, 400) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (20, 22, 24) derart ausgebildet ist, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten elektrischen Kontaktes (32) an das bzw. Trennung des zweiten elektrischen Kontaktes (32) von dem Messtor (38, 42) des Vektornetzwerkanalysators (40) durch Anlegen einer vorbestimmten e- lektrischen Spannung (44) erfolgt.
10. Messanordnung mit einem Kalibriersubstrat (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5 und einer elektronischen Schaltung (200, 300, 400) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schalter (20, 22, 24) des Kalibriersubstrates (100) und die Schalter (20, 22, 24) der elektronischen Schaltung (200, 300, 400), die jeweils dem- selben Messtor (38, 42) des Vektornetzwerkanalysators (40) zugeordnet sind, identische elektrische Eigenschaften aufweisen.
11. Messanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schalter (20, 22, 24) des Kalibriersubstrates (100) und der elektronischen Schaltung (200, 300, 400) identische elektrische Eigenschaften aufweisen.
12. Messanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (20, 22, 24) mit identischen elektrischen Eigenschaften auch identische mechanische Eigenschaften aufweisen.
13. Messanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (20, 22, 24) mit identischen elektrischen Eigenschaften identisch ausgebildet sind.
14. Messanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (200, 300, 400) und das Kalibriersubstrat (100) auf derselben Leiterplatte (400), derselben gedruckten Schaltungsplatine oder demselben Wafer ausgebildet sind.
15. Verfahren zum Bestimmen von Streuparametern eines elektrischen Messobjektes (DUT - Device Under Test), welches ein oder mehrere elektronische Bauteile umfasst, die elektrisch miteinander verschaltet sind, mit einem Vektornetzwerkanalysator, wobei das elektrische Messobjekt in einer elektronischen Schaltung eingebettet ist, wobei wenigstens ein, insbeson- dere zwei Tore des Vektornetzwerkanalysators mit einem Kalibriersubstrat, welches wenigstens einen Kalibrierstandard aufweist, elektrisch verbunden werden und der Vektornetzwerkanalysator kalibriert wird, wobei anschließend das Kalibriersubstrat vom Vektornetzwerkanalysator getrennt wird und das wenigstens eine Tor mit einer elektrischen Kontaktstelle der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens eine Tor des Vektornetzwerkanalysators über jeweils wenigstens einen in dem Kalibriersubstrat integrierten Schalter mit dem Ka- libriersubstrat elektrisch verbunden wird und dass das wenigsten eine Tor des Vektornetzwerkanalysators über jeweils wenigstens einen in der elektronischen Schaltung integrierten Schalter mit der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden wird, wobei der wenigstens eine in dem Kalibriersubstrat integrierte Schalter sowie der wenigstens eine in der elektronischen Schaltung integrierte Schalter, die jeweils demselben Tor des Vektornetzwerkanalysators zugeordnet sind, identische elektrische Eigenschaften aufweisen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Ka- libriersubstrat ein oder mehrere Kalibrierstandards angeordnet werden, wobei jedem Kalibrierstandard wenigstens ein, insbesondere zwei Schalter zugeordnet sind.
17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch ge- kennzeichnet, dass auf der elektronischen Schaltung der wenigstens eine
Schalter zwischen dem elektrischen Messobjekte und der elektronischen Schaltung, in der das elektrische Messobjekt eingebettet ist, angeordnet wird.
18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass auf der elektronischen Schaltung jeweils ein Schalter an wenigstens einer, insbesondere zwei oder allen, elektrischen Kontaktstellen zwischen dem elektrischen Messobjekt und der elektronischen Schaltung angeordnet wird.
19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass beim elektrischen Verbinden der Tore des Vektornetzwerkana Iy sators mit einem jeweiligen Schalter dieser Schalter eine elektri- sehe Verbindung zwischen dem elektrischen Messobjekt und der elektronischen Schaltung trennt und eine elektrische Verbindung zwischen dem e- lektrischen Messobjekt und dem jeweiligen Tor des Netzwerkanalysators herstellt.
20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter des Kalibriersubstrats und der elektronischen Schaltung mit identischen elektrischen Eigenschaften auch identische mechanische Eigenschaften aufweisen.
21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter des Kalibriersubstrats und der elektronischen Schaltung mit identischen elektrischen Eigenschaften identisch ausgebildet sind.
22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass als Schalter ein elektronischer Mikroschalter verwendet wird.
23. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei
Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektornetzwerkanalysators elektrisch, mechanisch oder optisch durchgeführt wird.
24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung der elektrischen Verbindungen bei Anschluss des zweiten Kontaktes an das bzw. Trennung des zweiten Kontaktes von dem Messtor des Vektornetzwerkanalysators durch Anlegen einer vorbestimmten elektrischen Spannung durchgeführt wird.
EP09778770A 2008-10-15 2009-09-29 Messanordnung mit kalibriersubstrat und elektronischer schaltung Ceased EP2340442A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202008013687U DE202008013687U1 (de) 2008-10-15 2008-10-15 Messanordnung mit Kalibriersubstrat und elektronischer Schaltung
PCT/EP2009/007009 WO2010043309A1 (de) 2008-10-15 2009-09-29 Messanordnung mit kalibriersubstrat und elektronischer schaltung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2340442A1 true EP2340442A1 (de) 2011-07-06

Family

ID=40176365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09778770A Ceased EP2340442A1 (de) 2008-10-15 2009-09-29 Messanordnung mit kalibriersubstrat und elektronischer schaltung

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8791705B2 (de)
EP (1) EP2340442A1 (de)
KR (1) KR101246363B1 (de)
CN (1) CN102187243B (de)
CA (1) CA2738716A1 (de)
DE (1) DE202008013687U1 (de)
HK (1) HK1158758A1 (de)
WO (1) WO2010043309A1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008013687U1 (de) * 2008-10-15 2009-01-02 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Messanordnung mit Kalibriersubstrat und elektronischer Schaltung
CN102360068A (zh) * 2011-08-23 2012-02-22 绵阳固创科技有限责任公司 一种电能表柔性自动化检定系统
CN103364751B (zh) * 2013-07-11 2016-09-07 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种矢量网络分析仪电子校准件及校准方法
CN103675647B (zh) * 2013-12-10 2016-06-29 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 一种基于集成电路标准样片的校准装置及方法
TWI526132B (zh) * 2013-12-13 2016-03-11 Mpi Corp Correction film structure
DE102013227138B4 (de) 2013-12-23 2020-06-18 Rohde & Schwarz GmbH & Co. Kommanditgesellschaft Kalibriermodul mit integriertem Leistungsdetektor
US10230202B2 (en) 2014-11-04 2019-03-12 X-Microwave, Llc Modular building block system for RF and microwave design of components and systems from concept to production
US10725138B2 (en) * 2015-12-11 2020-07-28 Infineon Technologies Ag Scattering parameter calibration to a semiconductor layer
CN105548713B (zh) * 2015-12-25 2018-06-29 上海华虹宏力半导体制造有限公司 阻抗调节器校准系统及校准方法
US10180486B2 (en) * 2016-03-16 2019-01-15 Formfactor Beaverton, Inc. Test standards and methods for impedance calibration of a probe system, and probe systems that include the test standards or utilize the methods
GB2548400A (en) * 2016-03-18 2017-09-20 Airbus Defence & Space Ltd Switch network housing
KR101852484B1 (ko) * 2016-10-17 2018-04-26 한국표준과학연구원 전자파 임피던스 측정 장치 및 전자파 임피던스 교정 방법
CN109188254B (zh) * 2018-10-26 2020-11-03 中电科仪器仪表有限公司 用于微波半导体集成电路电气特性测量的校准方法及装置
US20240159797A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-16 Tektronix, Inc. Optically-implemented analog mux accessory for a test and measurement instrument

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5467021A (en) * 1993-05-24 1995-11-14 Atn Microwave, Inc. Calibration method and apparatus
DE69519889T2 (de) 1994-04-19 2001-08-16 Hirose Electric Co Ltd Hochfrequenzschalter und Verfahren zum Testen von Hochfrequenzeinrichtungen
JP3251801B2 (ja) * 1995-03-03 2002-01-28 ヒロセ電機株式会社 基板実装用高周波切換器
US6249128B1 (en) * 1997-10-22 2001-06-19 Teradyne, Inc. Automated microwave test system with improved accuracy
US6650123B2 (en) 2002-01-15 2003-11-18 Anritsu Company Methods for determining characteristics of interface devices used with vector network analyzers
US7068049B2 (en) * 2003-08-05 2006-06-27 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for measuring a device under test using an improved through-reflect-line measurement calibration
DE202008009469U1 (de) * 2008-07-15 2008-09-11 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Messsonde
DE202008013687U1 (de) * 2008-10-15 2009-01-02 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Messanordnung mit Kalibriersubstrat und elektronischer Schaltung
DE202008013982U1 (de) * 2008-10-20 2009-01-08 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Messsystem zum Bestimmen von Streuparametern

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2010043309A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101246363B1 (ko) 2013-03-22
US8791705B2 (en) 2014-07-29
CN102187243A (zh) 2011-09-14
KR20110070902A (ko) 2011-06-24
US9470713B2 (en) 2016-10-18
HK1158758A1 (en) 2012-07-20
WO2010043309A1 (de) 2010-04-22
CA2738716A1 (en) 2010-04-22
CN102187243B (zh) 2013-08-21
DE202008013687U1 (de) 2009-01-02
US20140300380A1 (en) 2014-10-09
US20110254536A1 (en) 2011-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2340442A1 (de) Messanordnung mit kalibriersubstrat und elektronischer schaltung
EP0793110B1 (de) Verfahren zum Messen von elektronischen Messobjekten mittels eines Netzwerkanalysators
DE10338072B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Meßvorrichtungswegs und zum Messen der S-Parameter einer Testvorrichtung in dem kalibrierten Meßvorrichtungsweg
DE69831600T2 (de) Zusammengesetzte schaltmatrix zum prüfen und zum verbinden von zu testenden einrichtungen an messvorrichtungen
EP2341354B1 (de) Kontaktloses Messsystem
DE4332273C2 (de) Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators
EP2156202B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung von netzwerkanalysatoren mit einem kammgenerator
DE10257434B4 (de) Meßfehler-Korrekturverfahren, Qualitätsprüfverfahren für elektronische Komponenten und Charakteristik-Meßsystem elektronischer Komponenten
DE19603802A1 (de) Spannungssonde mit Vielfachanschlußleitungen
EP2300835A1 (de) Messsonde
EP0250620B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrischen Prüfen von Leiterplatten
DE10212617A1 (de) Kallibrierung von Anschlüssen von Testgeräten für integrierte Schaltungen
DE19957327B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Analyse von Mehrkanal-Bauteilen
DE19907961A1 (de) Instrumentenkommunikation über Signalbuchsen
DE102007045756B4 (de) Elektronische Leiterplatte und Verfahren für das automatische Prüfen
WO2004059329A1 (de) Adapter zum testen von leiteranordnungen
DE102013227138B4 (de) Kalibriermodul mit integriertem Leistungsdetektor
DE10242932B4 (de) Das LRR-Verfahren zur Kalibrierung von vektoriellen 4-Messstellen-Netzwerkanalysatoren
EP3254094B1 (de) Inhomogene übertragungsleitung zur positionsaufgelösten permittivitätsbestimmung eines messobjektes
DE4404046C2 (de) Verfahren zum Kalibrieren eines zwei Meßtore aufweisenden Netzwerk-Analysators
DE10116388B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung vektorieller 4-Messstellen-Netzwerkanalysatoren
AT507468B1 (de) Ermittlung von eigenschaften einer elektrischen vorrichtung
DE102011018650B4 (de) Verfahren zum Testen eines elektrischen Bauelementes und Verwendung
EP1982198B1 (de) Prüfsystem für einen schaltungsträger
DE102005013583B4 (de) Verfahren zur Messung der Streuparameter von Mehrtoren mit 2-Tor-Netzwerkanalysatoren und entsprechende Messvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110414

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20151119

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20191205