KR102216917B1

KR102216917B1 - 피검사 장치와의 무선 주파수 신호 접속성 확인 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102216917B1
Application number: KR1020157027674A
Authority: KR
Inventors: 테오도로스 카마카리스
Original assignee: 라이트포인트 코포레이션
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2021-02-18
Also published as: US20140256269A1; TWI610539B; CN110233680A; JP2016514417A; CN105008938A; KR20150128840A; WO2014137460A1; JP6294897B2; US8934849B2; TW201436484A

Abstract

피검사 장치(DUT)와의 무선 주파수(RF) 신호 접속성 완전성을 확인하기 위한 시스템 및 방법. RF 신호 포트로부터, 출력 RF 신호와 관련된 반사 신호 성분을 포함하는 출력 RF 신호가 RF 신호 포트로 제공되고 루프백 되어 입력 RF 신호와 함께 분석된다. 입력 및 루프백 RF 신호의 결합의 크기를 예를 들어, 다수의 신호 주파수에서 측정함으로써, RF 신호 포트가 DUT에 의해 적절히 단말처리되어 있는지 여부를 결정할 수 있다.

Description

피검사 장치와의 무선 주파수 신호 접속성 확인 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONFIRMING RADIO FREQUENCY (RF) SIGNAL CONNECTIVITY WITH DEVICE UNDER TEST (DUT)}

본 발명은 전자 통신 시스템의 검사에 관한 것이고, 특히, 무선 주파수(RF) 통신 시스템의 검사에 관한 것이다.

오늘날의 다수의 전자 장치는 접속 및 통신 목적을 위해 무선 기술을 사용한다. 무선 장치가 전자기에너지를 송수신하고 2개 이상의 무선 장치가 이들의 주파수 및 파워 스펙트럼 밀도로 인해 서로의 동작에 간섭할 가능성이 있기 때문에, 이러한 장치 및 이들의 무선 기술은 다양한 무선 기술 규격에 충실해야 한다.

이러한 장치를 설계할 때, 엔지니어는 이러한 장치가 이들의 포함된 무선 기술 규정된 규격을 충족하거나 초과하는 것을 보장하기 위해 비상한 관심을 갖고 있다. 또한, 이러한 장치가 추후 대량 제조되고 있을 때, 이들은 포함된 무선 기술 규격에 충실하는 것을 포함하여, 제조 결함이 부적절한 동작을 유발하지 않도록 보장하기 위해 검사된다.

이러한 장치의 제조 및 조립에 이어 검사하기 위해, 현 무선 장치 검사 시스템은 각 장치로부터 수신된 신호를 분석하기 위한 서브시스템을 채용한다. 이러한 서브시스템은 보통 적어도 이러한 장치에 의해 생성된 신호를 분석하기 위한 벡터 신호 분석기(VSA) 및 이러한 장치에 의해 수신되는 신호를 발생시키기 위한 벡터 신호 발생기(VSG)를 포함하고 있다. VSA에 의해 수행되는 분석 VSG에 의해 발생되는 신호는 일반적으로 상이한 주파수 범위, 대역폭 및 신호 변조 특성으로 다양한 무선 기술 규격에 대해 다양한 장치를 검사하기 위해 각각 사용될 수 있도록 프로그램되어 있다.

무선 통신 장치의 제조의 일부로서, 제조 비용의 상당한 부분은 제조 검사 비용이다. 보통, 검사 비용과 이러한 검사를 실행하는데 필요한 시간 사이에 직접적인 상관관계가 존재한다. 따라서, 검사 정확도를 손상시키거나 기본 기기 비용(예를 들어, 검사 기기 또는 검사기의 정교함을 높이는 것으로 인한 증가 비용)을 증가시키지 않고 검사 시간을 단축시킬 수 있는 기술혁신이, 특히 제조되고 검사되는 이러한 상당히 많은 수의 장치를 고려할 때 중요하고 상당한 비용 절감을 제공할 수 있다.

검사 시간이 최소가 되도록 보장하는 하나의 방법은 검사 시스템(또는 "검사기")와 피검사 장치(DUT) 사이의 접속성(connectivity)을 확인하는 것이다. 즉, 검사의 시작 이전에 검사기와 DUT 사이의 유선 신호 접속성의 완전성(integrity)을 확인함으로써 DUT로의 접속이 존재하지 않거나 고장났을 때 무의미한 신호 데이터를 수집하여 검사 시간이 낭비되는 것이 방지될 것이다. 이로 인해 거짓 검사 결과를 처리는 것은 물론 검사 시퀀스를 실행하는데 수반되는 시간이 절약될 것이다.

따라서, 검사 시스템의 신호 포트와 DUT 사이의 RF 신호 접속성 완전성을 확인하기 위한 검사 시스템 및 방법이 필요하다.

본 발명에 따라, 피검사 장치(DUT)와의 무선 주파수(RF) 신호 접속성 완전성을 확인하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. RF 신호 포트로부터, 출력 RF 신호와 관련된 반사 신호 성분을 포함하는 출력 RF 신호가 RF 신호 포트로 제공되고 루프백 되어 입력 RF 신호와 함께 분석된다. 입력 및 루프백 RF 신호의 결합의 크기를 예를 들어, 다수의 신호 주파수에서 측정함으로써, RF 신호 포트가 DUT에 의해 적절히 단말처리되어 있는지(terminated) 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 피검사 장치(DUT)와의 무선 주파수(RF) 신호 접속성 완전성을 확인하기 위한 검사 시스템은, 입력 RF 신호 및 출력 RF 신호를 전달하는 RF 신호 포트로서, 상기 입력 RF 신호는 상기 출력 RF 신호와 관련된 반사 신호 성분을 포함하는 RF 신호 포트; 상기 출력 RF 신호에 하나 이상의 RF 신호 주파수를 제공하는 RF 신호원 회로; 상기 하나 이상의 RF 신호 주파수의 각각에서 상기 입력 RF 신호 및 상기 루프백 RF 신호의 각각의 결합의 크기를 나타내는 하나 이상의 측정 신호를 제공함으로써, 상기 입력 RF 신호 및, 상기 출력 RF 신호와 관련된 루프백 RF 신호에 응답하는 RF 신호 분석 회로; 및 상기 RF 신호 포트, 상기 RF 신호원 회로 및 상기 RF 신호 분석 회로에 결합된 신호 라우팅 회로를 포함하고, 상기 신호 라우팅 회로는, 상기 출력 RF 신호를 상기 RF 신호원 회로로부터 상기 RF 신호 포트로 전달하고, 상기 루프백 RF 신호를 상기 RF 신호 분석 회로로 전달하고, 상기 입력 RF 신호를 상기 RF 신호 포트로부터 상기 RF 신호 분석 회로로 전달한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 피검사 장치(DUT)와의 무선 주파수(RF) 신호 접속성 완전성을 확인하는 방법은, RF 신호원 회로에 의해, 출력 RF 신호에 하나 이상의 RF 신호 주파수를 제공하는 단계; 상기 신호 라우팅 회로에 의해, 상기 출력 RF 신호를 상기 RF 신호원 회로로부터 RF 신호 포트로 라우팅하고, 상기 출력 RF 신호와 관련된 루프백 RF 신호를 RF 신호 분석 회로에 라우팅하고, 상기 출력 RF 신호와 관련된 반사 신호 성분을 포함하는 입력 RF 신호를 상기 RF 신호 포트로부터 상기 RF 신호 분석 회로에 라우팅하는 단계; 및 상기 RF 신호 분석 회로에 의해, 상기 하나 이상의 RF 신호 주파수의 각각에서 상기 입력 RF 신호 및 상기 루프백 RF 신호의 각각의 결합의 크기를 나타내는 하나 이상의 측정 신호를 제공함으로써 상기 입력 RF 신호 및 상기 루프백 RF 신호에 응답하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 DUT를 검사하기 위한 RF 신호 검사 시스템을 도시하고 있다.
도 2은 접속성 검사 동안 DUT가 접속되어 있지 않은 상태의 도 1의 검사 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 도 2에서 실행되는 검사 동안의 수신 검사 신호를 도시하고 있다.
도 4는 접속성 검사 동안 DUT가 접속된 상태의 도 1의 검사 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 도 4에서 실행되는 검사 동안의 수신 검사 신호를 도시하고 있다.
도 6은 DUT 접속성 상태에 의존하는 수신 신호 크기 및 위상의 차이를 설명하기 위해 도 3 및 도 5의 신호를 함께 도시하고 있다.
도 7은 도 1의 검사 시스템을 위한 제어 기술의 실시예를 도시하고 있다.
도 8은 도 1의 검사기에 사용되는 신호 라우팅 회로의 실시예를 도시하고 있다.

다음의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조한 본 발명의 실시예에 대한 것이다. 이러한 설명은 예시를 위한 것이고 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 기술되어 있고, 다른 실시예가 본 발명의 정신 또는 범위로부터 벗어남 없이 일부 변경으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명에 전체에서, 문맥과 반대로 표시하지 않으면, 기술된 개별적인 회로 소자는 단수 또는 복수일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, "회로"는 단일 구성요소 또는 복수의 구성요소를 포함할 수 있고, 이들은 능동 및/또는 수동이고 함께 접속되거나 (예를 들어, 하나 이상의 집적회로 칩으로) 결합되어 기술된 기능을 제공할 수 있다. 또한, 용어 "신호"는 하나 이상의 전류, 하나 이상의 전압, 또는 데이터 신호를 가리킬 수 있다. 도면에서, 동일하거나 관련된 요소는 동일하거나 관련된 알파벳, 숫자 또는 영숫자 표시를 가질 것이다. 또한, 본 발명이 이산 전자 회로를 사용하여 (바람직하게는 하나 이상의 집적 회로 칩의 형태로) 구현되는 것으로 기술되어 있지만, 이러한 회로의 임의의 부분의 기능은 대안으로, 처리되는 신호 주파수 또는 데이터 전송속도에 따라, 하나 이상의 적절히 프로그램된 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다. 또한, 도면이 다양한 실시예의 기능 블록의 도면을 도시한다면, 이러한 기능 블록은 하드웨어 회로 사이의 분할을 반드시 표시하는 것은 아니다.

당업계에 주지된 바와 같이, RF 신호가 신호원으로부터 부하로 전달될 때, 신호원의 출력 임피던스, 접속부의 임피던스(예를 들어, 전송선 케이블 및 커넥터)의 임피던스 및 부하의 임피던스의 정합이 신호 성분이 부하로부터 RF 신호원으로 다시 반사되는지 여부 및 정도를 결정한다. 일반적으로, 이러한 반사 신호 성분은 이러한 임피던스의 정합이 양호할 때와 불량일 때, 각각 하위 크기 및 상위 크기를 가질 것이다. 예를 들어, 이러한 신호 성분의 입력 임피던스가 검사 시스템과 접속부 또는 부하 사이의 고장 접속의 경우와 같이 신호원의 것과 정합하지 않는다면, RF 신호원에 의해 수신된 반사 신호 성분은 상위 크기를 가질 것이다. 반사 신호 성분 크기의 차이는 예를 들어, 검사 시스템의 RF 신호 분석 서브시스템(예를 들어, VSA)에 의해 검출되고 관찰될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, RF 신호원(예를 들어, VSG)은 부하(DUT)쪽으로 향하는 순방향 신호 성분 및 수신 신호 분석 서브시스템쪽으로 향하는 역방향 성분(예를 들어, 루프백 신호)로 나누어지는 방식으로 제공된 지속파(CW) 신호를 전송한다.

주지된 원리에 따라, 검사기 및/또는 외부 신호 접속부의 입출력(I/O) 포트가 단말처리되지 않으면(예를 들어, DUT가 접속되어 있지 않은 경우), 검사기에서 보는 유효 종단 임피던스는 극히 높아서(예를 들어, 무한대에 근접하여) 큰 크기의 반사 신호파가 RF 신호 분석 서브시스템쪽으로 다시 전달되어, 보강 간섭 및 상쇄 간섭을 통해 루프백 신호 성분과 결합한다. 이러한 개방되거나, 비단말처리된, 접속부로부터의 반사 신호 성분과 루프백의 결합 신호는 "개방 경로" 레퍼런스이다.

한편, 부하가 접속되면, 종단 임피던스는 상당히 다를 수 있고 검사 시스템 및 신호 접속부의 특성 임피던스의 접합에 훨씬 더 크게 근접할 것이다. 따라서, 다른 신호 접속부의 어느 것도 결함이 없다면, 임의의 반사 신호 성분의 크기는 상당히 더 작아서, "개방 경로" 레퍼런스를 생성하는 비단말처리(non-terminated) 상황에 의해 유발된 것과 비교할 때, 검출가능할 정도로 상이할 것이다. 이러한 반사 신호 성분의 차이는 RF 신호 분석 서브시스템에 의해 검출될 수 있어서 검사 신호 접속성에 고장이 존재하는지 결정할 수 있다.

본 발명에 따라, DUT는 반드시 작동하고 있거나 검사 접속부를 통해 임의의 신호를 제공할 필요는 없다. 따라서, 본 발명에 따른 신호 접속성 검사는 자동 핸들링 프로세스와 관련하여 실시될 수 있고 DUT에 급전되거나 동작되기 전에 접속성 고장을 검출할 수 있다.

도 1에서, 본 발명의 실시예에 따라, RF 신호 접속성 완전성을 확인하기 위한 검사 시스템(10)은 검사기(12) 및 DUT(16)로의 접속을 위한 외부 접속부(14)(예를 들어, RF 신호 케이블 및 연관된 RF 신호 커넥터)를 포함하고 있다. 검사기(12)는 VSG(22), VSA(24) 및, 내부 신호 접속부(26, 28a, 28b)(예를 들어, RF 신호 케이블)를 통해 VSG(22), VSA(24) 및 외부 신호 접속부(14)에 접속하는 신호 라우팅 회로(30)(아래에 보다 상세하게 설명되어 있다)를 포함하고 있다. VSG(22)는 RF 검사 신호(23)(아래에 보다 상세하게 설명되어 있다)를 제공하고 VSA(24)는 검사기(12)와 DUT(16)의 접속성 상태를 나타내는 하나 이상의 검사 신호(25)를 제공한다.

도 2에서, 신호 라우팅 회로(30)의 동작으로 인해, RF 검사 신호(23)는 외부 신호 접속부(14) 및 부하(16)쪽으로 향하는 순방향, 또는 입사, 신호 성분(29bf)ㄱ과 VSA(24)쪽으로 향하는 역방향 성분(29ar)으로 나누어진다. 여기에 DUT(16)가 접속되지 않은 것으로 묘사된 바와 같이, 비단말처리 외부 접속부(14)의 경우에, 상당한 반사 검사 신호 성분(29br)이 생성되어 외부(14) 및 내부(28a, 28b) 신호 경로를 통해 VSA(24)로 전달된다.

도 3에서, 보강 간섭 및 상쇄 간섭을 통해 합산된(29ar+29br) 결합 역방향 오리지널(29ar) 및 반사(29br) 신호 성분은 (신호 파장에 있어서 주파수에 대한 신호 경로의 유효 길이의 의존성으로 인해) 검사 신호(23)의 주파수에 따라 변할 크기를 갖게 될 것이다.

도 4에서, DUT(16)가 외부 접속부(14)(예를 들어, 필요 특성 임피던스를 갖는 RF 케이블)을 통해 검사기(12)에 접속된 상태에서, 임의의 반사 신호 성분(26br) 결과의 크기는 상당히 감소될 것이다. 그럼에도 불구하고, 이전과 같이, 이러한 반사 신호 성분(29br)은 본래의 역방향 신호 성분(29ar)과 결합할 것이다.

도 5에서, 최종 결합 신호(29ar+29br)는 여전히 주파수에 따라 변하는 크기를 갖고 있지만, 전체적으로 크기가 감소될 것이다.

도 6에서, 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 비단말처리 및 단말처리 상황에서의 결합 역방향 성분(29ar)과 반사 성분(29br)의 상대적 크기는 신호 주파수에 관계없이 상당히 다르고, 이러한 신호간의 측정 차이를 나타내는 하나 이상의 검사 신호(25)를 제공하는 VSA(25)에 의해 용이하게 검출될 것이다. 즉, 반사 신호 위상이 주파수에 따라 변하고 신호파 길이와 신호 접속부(외부(14) 및 내부(28a, 28b)의 유효 길이의 비율에 의존할 것이지만, 비단말처리 및 단말처리 신호 상태에 대한 크기는 여전히 상당히 그리고 검출가능할 정도로 상이할 것이다.

도 7에서, VSG(22) 및 VSA(24)는 보통 제어기(52)에 의해 제어된다. 이러한 제어기(52)는 검사기 시스템(12)도 1) 안에 있을 수 있고 하나 이상의 신호(55)를 통해 외부 제어기, 외부 회로 또는 시스템(도시되지 않음)과 명령과 데이터를 통신할 수 있다. 대안으로, 제어기(52)는 외부에 있을 수 있고 신호(53g, 53a)를 통해 VSG(22) 및 VSA(24)와 명령 및 데이터를 통신할 수 있다.

도 8에서, 신호 라우팅 회로(30)(도 1)의 실시예(30a)는 도시된 바와 같이 실질상 상호접속된, 신호 결합/분할 회로(32, 34, 36)를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 검사 신호(23)는 순방향(29bf) 및 역방향(29ar) 검사 신호 성분을 제공하기 위해 분할된다. 이러한 신호 분할은 이러한 신호 성분(29ar, 29bf)이 신호 접속부(33a, 33b)를 통해 다른 신호 결합/분할 회로(34, 36)에 전달되고, 궁극적으로, 상술된 바와 같이 내부 신호 접속부(28a, 28b)를 통해 전달되는 방식으로 제1 신호 결합/분할 회로(32)에서 일어난다. 반사 신호 성분(29br)(도 2)은 내부 신호 접속부(28b)를 통해 도착하고 다른 신호 결합/분할 회로(34, 36) 및 신호 접속부(35, 28a)를 통해 VSA(24)로 전달된다. (대안으로, 이러한 신호 결합/분할 회로 대신에, 방향성 결합기 역시 주지된 기술에 따라 사용될 수 있다.)

본 발명의 동작의 구조 및 방법의 다양한 다른 수정 및 변경이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남 없이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이 특정 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 이러한 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 다음의 청구범위는 본 발명의 범위를 규정하고 이러한 청구범위 내의 구조 및 방법 및 등가물을 포함하도록 의도되었다.

Claims

피검사 장치(DUT)와의 무선 주파수(RF) 신호 접속성 완전성을 확인하기 위한 검사 시스템을 포함하는 장치에 있어서,
입력 RF 신호 및 출력 RF 신호를 전달하는 RF 신호 포트로서, 상기 입력 RF 신호는 상기 출력 RF 신호와 관련된 반사 신호 성분을 포함하는 RF 신호 포트;
상기 출력 RF 신호에 하나 이상의 RF 신호 주파수를 제공하는 RF 신호원 회로;
상기 하나 이상의 RF 신호 주파수의 각각에서 상기 입력 RF 신호 및 루프백 RF 신호의 각각의 결합의 크기를 나타내는 하나 이상의 측정 신호를 제공함으로써, 상기 입력 RF 신호 및, 상기 출력 RF 신호와 관련된 상기 루프백 RF 신호에 응답하는 RF 신호 분석 회로; 및
상기 RF 신호 포트, 상기 RF 신호원 회로 및 상기 RF 신호 분석 회로에 결합된 신호 라우팅 회로를 포함하고, 상기 신호 라우팅 회로는,
상기 출력 RF 신호를 상기 RF 신호원 회로로부터 상기 RF 신호 포트로 전달하고,
상기 루프백 RF 신호를 상기 RF 신호 분석 회로로 전달하고,
상기 입력 RF 신호를 상기 RF 신호 포트로부터 상기 RF 신호 분석 회로로 전달하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 RF 신호원 회로는 벡터 신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 RF 신호 분석 회로는 벡터 신호 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 신호 라우팅 회로는 신호 결합 회로, 신호 분할 회로 및 신호 합산 회로중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 측정 신호는 적어도, DUT가 각각 상기 RF 신호 포트에 결합되고 결합되지 않을 때의 제1 값 및 제2 값을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
피검사 장치(DUT)와의 무선 주파수(RF) 신호 접속성 완전성을 확인하는 방법으로서,
RF 신호원 회로에 의해, 출력 RF 신호에 하나 이상의 RF 신호 주파수를 제공하는 단계;
신호 라우팅 회로에 의해,
상기 출력 RF 신호를 상기 RF 신호원 회로로부터 RF 신호 포트로 라우팅하고,
상기 출력 RF 신호와 관련된 루프백 RF 신호를 RF 신호 분석 회로에 라우팅하고,
상기 출력 RF 신호와 관련된 반사 신호 성분을 포함하는 입력 RF 신호를 상기 RF 신호 포트로부터 상기 RF 신호 분석 회로에 라우팅하는 단계; 및
상기 RF 신호 분석 회로에 의해, 상기 하나 이상의 RF 신호 주파수의 각각에서 상기 입력 RF 신호 및 상기 루프백 RF 신호의 각각의 결합의 크기를 나타내는 하나 이상의 측정 신호를 제공함으로써 상기 입력 RF 신호 및 상기 루프백 RF 신호에 응답하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 RF 신호원 회로에 의해, 출력 RF 신호에 하나 이상의 RF 신호 주파수를 제공하는 단계는 상기 출력 RF 신호를 벡터 신호 발생기에 의해 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 라우팅하는 단계는 상기 출력 RF 신호, 상기 루프백 RF 신호 및 상기 입력 RF 신호를 신호 결합 회로, 신호 분할 회로 및 신호 합산 회로중 하나 이상에 의해 라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 RF 신호 분석 회로에 의해, 상기 하나 이상의 RF 신호 주파수의 각각에서 상기 입력 RF 신호 및 상기 루프백 RF 신호의 각각의 결합의 크기를 나타내는 하나 이상의 측정 신호를 제공함으로써 상기 입력 RF 신호 및 상기 루프백 RF 신호에 응답하는 단계는 벡터 신호 분석기에 의해 응답하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 측정 신호를 제공하는 것은 상기 하나 이상의 측정 신호에, 적어도, DUT가 각각 상기 RF 신호 포트에 결합되고 결합되지 않을 때의 제1 값 및 제2 값을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.