WO2004049564A1 - 電力供給装置、方法、プログラム、記録媒体、ネットワークアナライザおよびスペクトラムアナライザ - Google Patents

電力供給装置、方法、プログラム、記録媒体、ネットワークアナライザおよびスペクトラムアナライザ Download PDF

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WO2004049564A1
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measurement
signal
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Masato Haruta
Yoshikazu Nakayama
Original Assignee
Advantest Corporation
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2832Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
    • G01R31/2836Fault-finding or characterising
    • G01R31/2839Fault-finding or characterising using signal generators, power supplies or circuit analysers
    • G01R31/2841Signal generators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R35/005Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices

Definitions

  • the present invention relates to applying power to a load.
  • the present invention provides an output impedance of a signal source and a load impedance.
  • An object of the present invention is to enable accurate power to be applied to a load even when the impedance is different from the characteristic impedance of a transmission line.
  • the power supply device supplies desired power to a connected load, and measures a predetermined vector voltage related to an input signal before a measurement system error factor occurs.
  • Signal output acquisition means measurement system error factor acquisition means for acquiring measurement system error factors based on the measurement results of input signal measurement means, reflected signal measurement means, and signal output acquisition means, measurement system error factors, and load
  • a load measuring means for measuring a predetermined vector voltage related to the load based on the measurement results of the input signal measuring means and the reflected signal measuring means when the is connected
  • Target value determining means for determining a target value of a predetermined vector voltage for an input signal based on a predetermined vector voltage and a desired power for a load
  • a target value determining means for determining a predetermined vector voltage for the input signal to a target value.
  • input signal level control means for controlling the level of the input signal.
  • the power applied to the load can be represented by a measurement system error factor, a predetermined vector voltage related to the load, and a predetermined vector voltage related to the input signal. Therefore, the target value determination means can determine the target value of the predetermined vector voltage for the input signal based on the desired power to be applied to the load, the measurement system error factor, and the predetermined vector voltage for the load. it can. Further, the input signal level control means inputs this target value. The level of the input signal is controlled so that a predetermined vector voltage for the signal is obtained. Therefore, a desired power can be applied to the load regardless of whether the impedance is matched.
  • the reflected signal measuring means measures a predetermined vector voltage related to a reflected signal whose input signal is reflected from the calibration tool connected to the power supply device, and Is configured to realize three types of states: open, short-circuit, and standard load.
  • the predetermined vector voltage is equal to the S-parameter or Configured to be power.
  • a network analyzer or a spectrum analyzer includes the above-described power supply device.
  • a power supply method for supplying a desired power to a connected load, wherein an input for measuring a predetermined vector voltage related to an input signal before a measurement system error factor occurs.
  • an input signal level control step is provided.
  • a power supply device for supplying a desired power to a connected load, comprising: an input signal measuring unit that measures a predetermined vector voltage related to an input signal before a measurement system error factor occurs. Means, a reflected signal measuring means for measuring a predetermined vector voltage related to the reflected signal from which the input signal is reflected, and a signal output for obtaining the predetermined vector voltage related to the input signal after a measurement system error factor occurs.
  • a load measurement process of measuring a predetermined vector voltage related to a load based on the following equation.
  • the target value of a predetermined vector voltage related to an input signal is determined based on a measurement system error factor, a predetermined vector voltage related to the load, and a desired power.
  • This is a program for causing a computer to execute a target value determination process for determining and an input signal level control process for controlling the level of an input signal so that a predetermined vector voltage related to the input signal takes a target value.
  • Another embodiment of the present invention relates to a power supply device for supplying desired power to a connected load, the input signal measuring a predetermined vector voltage related to the input signal before a measurement system error factor occurs.
  • the measuring means and the input signal A power supply comprising: a reflected signal measuring means for measuring a predetermined vector voltage related to an emitted reflected signal; and a signal output acquiring means for acquiring a predetermined vector voltage related to an input signal after a measurement system error factor occurs.
  • a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a power supply process in the apparatus, the recording medium being based on a measurement result of an input signal measurement unit, a reflection signal measurement unit, and a signal output acquisition unit.
  • the load measurement process for measuring the torque voltage is performed based on the measurement system error factors, the predetermined vector voltage and the desired power for the load.
  • This is a computer-readable recording medium on which a program for executing the signal level control processing in a convenient manner is recorded.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram expressing the state shown in FIG. 1 in a signal flow graph.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the measurement system error factor acquisition unit 50.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a state in which the calibration tool 4 is connected to the signal source 10 (FIG. 4 (a)), and a diagram showing an appearance of the calibration tool 4 (FIGS. 4 (b) to (e)). ).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the calibration tool 4 is connected to the signal source 10 in a signal flow graph.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state where the power meter 6 is connected to the signal source 10 and the power meter terminal 60.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation when measuring the measurement system error factor.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a load (Load) 2 is connected to the power supply device 1.
  • the power supply device 1 supplies the load 2 with power PL.
  • the load 2 has an input terminal 2a.
  • the power supply device 1 has a signal source 10, a measurement system error factor recording unit 30, a load coefficient measurement unit 40, a measurement system error factor acquisition unit 50, a power meter terminal 60, and a signal output acquisition unit 6 2 , A target input signal determination unit 70 and an input signal control unit 80.
  • the signal source 10 supplies a signal to the load 2.
  • the signal source 10 is composed of a signal output unit 12, a variable amplification factor amplifier 13, a bridge 14a, 14b, a receiver (RS) 16a (input signal measuring means), and a receiver (TS) 16 b (reflected signal measuring means), and an output terminal 18.
  • the signal output unit 12 outputs an input signal.
  • the input signal is, for example, a signal whose voltage takes a sine wave.
  • the variable gain amplifier 13 changes the amplitude of the input signal output from the signal output unit 12.
  • the ratio (amplification ratio) between the output amplitude and the input amplitude of the amplification factor variable amplifier 13 is variable.
  • the gain of the variable gain amplifier 13 is controlled by the input signal control unit 80.
  • the page 14a supplies the signal output from the signal output unit 12 to a receiver (RS) 16a.
  • the signal supplied by the bridge 14a can be said to be a signal that is not affected by the measurement system error factor due to the signal source 10.
  • the bridge 14b receives the input signal from the output terminal 18 and supplies the reflected signal that has been reflected back to the receiver (TS) 16b.
  • the bridges 14a and 14b may be power splitters or couplers.
  • the receiver (RS) 16a input signal measuring means
  • the receiver (RS) 16a measures the S parameter of the signal received via the page 14a. Therefore, the receiver (RS) 16a measures the S parameter of the input signal before the influence of the measurement system error factor due to the signal source 10 occurs.
  • the receiver (TS) 16b reflection signal measuring means measures the S parameter of the signal received via the bridge 14b.
  • the receiver (TS) 16b measures the S parameter over the reflected signal.
  • the output terminal 18 is a terminal for outputting an input signal.
  • the measurement system error factor recording unit 30 records the measurement system error factor of the power supply device 1.
  • the measurement system error factors are E d (error due to the direction of the bridge), E r 1, E r 2 (error due to frequency tracking), E s (error due to source matching), E There is t.
  • Fig. 2 shows the state shown in Fig. 1 as a signal flow graph.
  • X is a load coefficient of the load 2 or the like connected to the power supply device 1.
  • the load coefficient measurement unit 40 is the measurement data of the receiver (RS) 16a (input signal measurement means) and the receiver (TS) 16b (reflection signal measurement means) when the load 2 is connected to the power supply device 1.
  • the load coefficient X of the load 2 is measured based on (S parameter) and the measurement system error factor recorded by the measurement system error factor recording unit 30.
  • the measurement data of the receiver (RS) 16a (input signal measurement means) is R
  • the measurement data of the receiver (TS) 16b (reflection signal measurement means) is T (see Fig. 2).
  • the load coefficient measuring unit 40 measures the load coefficient X of the load 2 according to the following equation.
  • the measurement system error factor acquisition unit 50 performs measurement system based on the measurement results of the receiver (S) 16 a (input signal measurement unit), the receiver (TS) 16 b (reflection signal measurement unit), and the signal output acquisition unit 62. Error factors (E d, E r 1, E r 2, E s). To obtain the measurement system error factors, connect the calibration tool 4 and the power meter 6 to the signal source 10 in order.
  • Fig. 3 shows the configuration of the measurement system error factor acquisition unit 50.
  • the measurement system error factor acquisition unit 50 includes a switch 52, a first measurement system error factor acquisition unit 54, and a second measurement system error factor acquisition unit 56.
  • the switch 52 receives measurement data (for example, S-parameters) from the receiver (RS) 16 a (input signal measuring means) and the receiver (TS) 16 b (reflected signal measuring means), and outputs the signal to the signal source 10. These signals are output to one of the first measurement system error factor acquisition unit 54 and the second measurement system error factor acquisition unit 56, depending on the type of the device connected to the device. That is, the switch 52 is connected to the first measurement system error factor acquiring unit 54 when the calibration tool 4 is connected to the signal source 10, and is connected to the second measurement system when the power meter 6 is connected to the signal source 10. Error factor acquisition unit 5 6
  • FIG. 4A shows a state in which the calibration tool 4 is connected to the signal source 10.
  • the terminal 4 a of the calibration tool 4 is connected to the output terminal 18 of the signal source 10. Parts other than the signal source 10 of the network analyzer 1 are omitted in FIG. 4 (a).
  • FIG. 4 is a known type which realizes three kinds of states of open (open), short (short circuit), and load (standard load Z0) as described in JP-A-11-38054.
  • the external appearance of the calibration tool 4 is as shown in FIG. 4B, and the calibration tool 4 has a connector 4a and a main body 4b.
  • Fig. 4 (c) is an open element and the terminal 4c is open, but the stray capacitance C exists.
  • Fig. 4 (d) shows a short-circuit element, and terminal 4d is short-circuited.
  • Figure 4 (e) is a load element, and terminal 4e is terminated with a standard load (impedance) Z0.
  • the measurement data of the receiver (RS) 16a is R
  • the measurement data of the receiver (TS) 16b is T
  • X is the load factor of the calibration tool 4.
  • the second measurement system error factor acquiring unit 56 receives the signal from the receiver (RS).
  • the measurement data of 16a, Ed, Es, Erl'Er2 (the measurement system error factor acquired by the first measurement system error factor acquisition unit 54) and the output (power P) of the signal output acquisition unit 62 are Get Erl, ⁇ ⁇ 2
  • FIG. 5 shows a state in which the power source 6 is connected to the signal source 10 and the power source terminal 60.
  • the terminal 6 a of the power meter 6 is connected to the output terminal 18 of the signal source 10.
  • Terminal 6 b of power meter 6 is connected to terminal 60 for power meter.
  • Power meter 6 measures the power of the signal received via terminal 6a.
  • the signal output acquisition unit 62 acquires the power: P via the power meter terminal 60 and the terminal 6 b, and outputs the acquired power: P to the second measurement system error factor acquisition unit 56.
  • Fig. 6 shows a signal flow graph showing the state in which the power source 6 is connected to the signal source 10 and the power source terminal 60, where the measurement data of the receiver (S) 16a is R
  • the measurement data for Power Meter 6 is: P.
  • P is the vector voltage related to the input signal, and was obtained after the occurrence of the measurement system error factor.
  • the relationship between R and P is as follows:
  • the first measurement system error factor acquisition unit 54 receives the measurement data of the receiver (RS) 16 a (input signal measuring means) and the receiver (TS) 16 b (reflected signal measuring means), Get Es, Erl'Er2.
  • the second measurement system error factor acquiring section 56 receives the measurement data of the receiver (RS) 16a (input signal measuring means) and the signal output acquiring section 62, and acquires Erl and Er2. Therefore, the first measurement system error factor acquisition unit 54 and the second measurement system error factor acquisition unit 56 are provided with the receiver (RS) 16a (input signal measurement means) and the receiver (TS) 16b (reflection signal).
  • the measurement system error factors (Ed, Es, Er1, Er2) are acquired based on the measurement data of the signal output acquisition unit 62 and the measurement data.
  • the power meter terminal 60 is connected to the terminal 6 b of the power meter 6.
  • the signal output acquisition unit 62 acquires the power P via the power meter terminal 60 and the terminal 6b, and outputs the acquired power P to the second measurement system error factor acquisition unit 56.
  • the power P can be said to be a signal acquired after the influence of the measurement system error factor due to the signal source 10 occurs.
  • the target input signal determination unit 70 is configured to determine the measurement system error factors (Ed, Es,: Er1, Er2 :), the load coefficient X of the load 2, and the desired value of the desired power PL applied to the load 2. Based on, the target value of the S parameter of the input signal R is determined.
  • the power PL applied to the load 2 is represented by the following equation.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.
  • the power supply device 1 measures the measurement system error factor (E d, E s N E r 1, E r 2) (S 10).
  • the measured measurement system error factor is recorded in the measurement system error factor recording unit 30.
  • the operation in measuring the measurement system error factor will be described with reference to the flowchart in FIG.
  • three types of calibration tools 4 are connected to the signal source 10.
  • the signal output unit 12 outputs an input signal.
  • the input signal at this time is measured by the receiver (RS) 16a.
  • the input signal is input to the calibration tool 4 via the output terminal 18.
  • the reflected signal reflected from the calibration tool 4 is measured by the receiver (TS) 16b.
  • the first measurement system error factor acquisition unit 54 receives the measurement data of the receiver (RS) 16 a and the receiver (TS) 16 b and receives E d, E s, E rl 'E r 2 (E rl and E r 2) (S 102).
  • the power meter 6 is connected to the signal source 10 and the power meter terminal 60.
  • the signal output unit 12 outputs an input signal.
  • the input signal at this time is measured by the receiver (RS) 16a.
  • the input signal is input to the power meter 6 via the output terminal 18 and the terminal 6a. Power meter 6 measures the power P of this input signal.
  • the signal output acquisition unit 62 acquires the power P via the power meter terminal 60 and the terminal 6b, and outputs the acquired power P to the second measurement system error factor acquisition unit 56.
  • the second measurement system error factor acquisition unit 56 stores the measurement data of the receiver (RS) 16a, Ed, Es, Er1, Er2 (the measurement data acquired by the first measurement system error factor acquisition unit 54). It receives the constant system error factor) and the output (power P) of the signal output acquisition unit 62, and acquires Erl and Er2 (S104).
  • the load 2 is connected to the power supply device 1 (see Fig. 1), and the S parameter of the input signal R and the S parameter of the reflected signal T are measured (S20). .
  • the signal output unit 12 outputs an input signal.
  • the input signal at this time is measured by the receiver (RS) 16a.
  • the data obtained from this measurement is R.
  • the input signal is input to DUT 2 via output terminal 18.
  • the receiver (TS) 16b measures the reflected signal reflected from the DUT 2.
  • the data obtained by this measurement is T.
  • the load coefficient measuring unit 40 determines the load coefficient X of the load 2 (S30). That is, when the load 2 is connected to the power supply device 1, the measurement data of the receiver (RS) 16a (input signal measuring means) and the receiver (TS) 16b (reflected signal measuring means) The load coefficient X of the load 2 is measured 3 ′ based on the measurement system error factor recorded by the measurement system error factor recording unit 30.
  • the target input signal determining unit 70 determines the input signal based on the measurement system error factors (Ed, Es, ErIEr2), the load coefficient X of the load 2, and the target value of the power PL applied to the load 2.
  • the target value of the S parameter of R is determined (S40).
  • the input signal control unit 80 controls the input signal R so that the S parameter of the input signal R takes the target value determined by the target input signal determination unit 70.
  • the power PL applied to the load can be expressed by the measurement system error factors (E r 1, E s), the load coefficient X of the load 2 and the S parameter of the input signal R. Yes (see Equation 4). Therefore, based on the desired power to be applied to the load 2, the measurement system error factors (Er1, Es), and the load coefficient X of the load 2, the S-parameter of the input signal R is determined by the target input signal determination unit 70. Target value can be determined (see Equation 5).
  • the input signal level control unit 80 controls the level of the input signal so that the S value of the input signal R takes this target value. This is performed by changing the amplification factor of the amplification factor variable amplifier 13. Therefore, regardless of whether or not the impedance is matched, desired power can be applied to the load.
  • the media that records the programs for realizing the above-described parts are stored in a media reading device of a computer having a CPU, a hard disk, and a media (floppy disk, CD-ROM, etc.) reading device. Read it and install it on the hard disk. Even with such a method, the power supply device 1 can be realized.

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Abstract

信号源の出力インピーダンスおよび負荷のインピーダンスが伝送線路の特性インピーダンスと異なる場合においても、正確な電力を負荷に印加できるようにする。 負荷2に印加される電力は、測定系誤差要因(Er1、Es)、負荷2の負荷係数Xおよび入力信号RのSパラメータによって表すことができる。よって、目標入力信号決定部70により、負荷2に印加したい所望の電力、測定系誤差要因(Er1、Es)および負荷2の負荷係数Xに基づき、入力信号RのSパラメータの目標値を決定することができる。さらに、入力信号レベル制御部80が、この目標値を入力信号RのSパラメータがとるように、入力信号のレベルを制御する。これは、増幅率可変アンプ13の増幅率を変化させることにより行う。よって、インピーダンスが整合しているか否かに関わらず、負荷に所望の電力を印加することができる。

Description

明 細 書 電力供給装置、 方法、 プログラム、 記録媒体、 ネッ 1、ワークアナライザおよびスぺク トラムアナライザ 技術分野
本発明は、 負荷への電力の印加に関する。 背景技術
従来より、 ネッ トワークアナライザ、 スぺク トラムアナライザ等に おいて信号源から負荷に電力を印加することが行われている(例えば、 特許文献 1 (特開平 1 1— 3 8 0 5 4号公報)参照)。信号源と負荷と は伝送線路により結合されている。 ここで、 信号源の出力インピーダ ンス、 負荷のィンピーダンスおよび伝送線路の特性ィンピーダンスが 存在する。 信号源の出カインピ一ダンスおょぴ負荷のィンビ一ダンス が伝送線路の特性ィンピーダンスと一致する場合は、 正確な電力を負 荷に印加することができる。 しかしながら、 信号源の出カインピーダンスおよび負荷のィンピー ダンスが伝送線路の特性ィンピーダンスと異なる場合が多い。 このよ うな場合は、 正確な電力を負荷に印加することができない。 しかも、 信号源の出カインピーダンスが伝送線路の特性ィンピ一ダンスと一致 するような信号源を製造することは困難である。 よって、 正確な電力 を負荷に印加することができないことが多い。 そこで、 本発明は、 信号源の出力インピーダンスおよび負荷のイン ピーダンスが伝送線路の特性ィンピーダンスと異なる場合においても、 正確な電力を負荷に印加できるようにすることを課題とする。 発明の開示 '
本発明の電力供給装置によれば、 接続された負荷に所望の電力を供 給する電力供給装置であって、 入力信号に関する所定のべク トル電圧 を、 測定系誤差要因の生ずる前に測定する入力信号測定手段と、 入力 信号が反射された反射信号に関する所定のべクトル電圧を測定する反 射信号測定手段と、 入力信号に関する所定のベク トル電圧を、 測定系 誤差要因の生じた後に取得する信号出力取得手段と、 入力信号測定手 段、 反射信号測定手段および信号出力取得手段の測定結果に基づき、 測定系誤差要因を取得する測定系誤差要因取得手段と、 測定系誤差要 因と、 負荷が接続された時の入力信号測定手段および反射信号測定手 段の測定結果とに基づき負荷に関する所定のべクトル電圧を測定する 負荷測定手段と、 測定系誤差要因、 負荷に関する所定のベク トル電圧 および所望の電力に基づき、 入力信号に関する所定のべクトル電圧の 目標値を決定する目標値決定手段と、 入力信号に関する所定のぺク ト ル電圧が目標値をとるように、 入力信号のレベルを制御する入力信号 レベル制御手段とを備えるように構成される。 負荷に印加される電力は、 測定系誤差要因、 負荷に関する所定のベ クトル電圧おょぴ入力信号に関する所定のべク トル電圧によって表す ことができる。 よって、 目標値決定手段により、 負荷に印加したい所 望の電力、 測定系誤差要因および負荷に関する所定のべク トル電圧に 基づき、 入力信号に関する所定のベク トル電圧の目標値を決定するこ とができる。 さらに、 入力信号レベル制御手段が、 この目標値を入力 信号に関する所定のべクトル電圧がとるように、 入力信号のレベルを 制御する。よって、ィンピ一ダンスが整合しているか否かに関わらず、 負荷に所望の電力を印加することができる。 さらに、上記本発明の電力供給装置によれば、反射信号測定手段は、 電力供給装置に接続された校正用具から入力信号が反射された反射信 号に関する所定のベク トル電圧を測定し、 校正用具は、 開放、 短絡お よび標準負荷の三種類の状態を実現するものであるように構成される < また、 上記本発明の電力供給装置によれば、 所定のベク トル電圧は Sパラメ一夕あるいはパワーであるように構成される。 さらに、 本発明のネッ トワークアナライザまたはスペクトラムアナ ライザは上記電力供給装置を備えて構成される。 本発明の他の一態様によれば、 接続された負荷に所望の電力を供給 する電力供給方法であって、入力信号に関する所定のべクトル電圧を、 測定系誤差要因の生ずる前に測定する入力信号測定工程と、 入力信号 が反射された反射信号に関する所定のベクトル電圧を測定する反射信 号測定工程と、 入力信号に関する所定のベクトル電圧を、 測定系誤差 要因の生じた後に取得する信号出力取得工程と、 入力信号測定工程、 反射信号測定工程および信号出力取得工程の測定結果に基づき、 測定 系誤差要因を取得する測定系誤差要因取得工程と、測定系誤差要因と、 負荷が接続された時の入力信号測定工程および反射信号測定工程の測 定結果とに基づき負荷に関する所定のぺク トル電圧を測定する負荷測 定工程と、 測定系誤差要因、 負荷に関する所定のベク トル電圧および 所望の電力に基づき、 入力信号に関する所定のべク トル電圧の目標値 を決定する目標値決定工程と、 入力信号に関する所定のべク トル電圧 が目標値をとるように、 入力信号のレベルを制御する入力信号レベル 制御工程とを備えるように構成される。 本発明の他の一態様は、 接続された負荷に所望の電力を供給する電 力供給装置であって、 入力信号に関する所定のベクトル電圧を、 測定 系誤差要因の生ずる前に測定する入力信号測定手段と、 入力信号が反 射された反射信号に関する所定のベク トル電圧を測定する反射信号測 定手段と、 入力信号に関する所定のベク トル電圧を、 測定系誤差要因 の生じた後に取得する信号出力取得手段とを有する電力供給装置にお ける電力供給処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであ つて、 入力信号測定手段、 反射信号測定手段および信号出力取得手段 の測定結果に基づき、 測定系誤差要因を取得する測定系誤差要因取得 処理と、 測定系誤差要因と、 負荷が接続された時の入力信号測定手段 および反射信号測定手段の測定結果とに基づき負荷に関する所定のベ クトル電圧を測定する負荷測定処理と、 測定系誤差要因、 負荷に関す る所定のべクトル電圧および所望の電力に基づき、 入力信号に関する 所定のべクトル電圧の目標値を決定する目標値決定処理と、 入力信号 に関する所定のべク トル電圧が目標値をとるように、 入力信号のレべ ルを制御する入力信号レベル制御処理とをコンピュータに実行させる ためのプログラムである。 本発明の他の一態様は、 接続された負荷に所望の電力を供給する電 力供給装置であって、 入力信号に関する所定のベク トル電圧を、 測定 系誤差要因の生ずる前に測定する入力信号測定手段と、 入力信号が反 射された反射信号に関する所定のベク トル電圧を測定する反射信号測 定手段と、 入力信号に関する所定のベク トル電圧を、 測定系誤差要因 の生じた後に取得する信号出力取得手段とを有する電力供給装置にお ける電力供給処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記 録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、 入力 信号測定手段、 反射信号測定手段および信号出力取得手段の測定結果 に基づき、 測定系誤差要因を取得する測定系誤差要因取得処理と、 測 定系誤差要因と、 負荷が接続された時の入力信号測定手段および反射 信号測定手段の測定結果とに基づき負荷に関する所定のべク トル電圧 を測定する負荷測定処理と、 測定系誤差要因、 負荷に関する所定のベ クトル電圧および所望の電力に基づき、 入力信号に関する所定のべク トル電圧の目標値を決定する目標値決定処理と、 入力信号に関する所 定のべク トル電圧が目標値をとるように、 入力信号のレベルを制御す る入力信号レベル制御処理とをコンビユー夕に実行させるためのプロ グラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であ る。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態に係る電力供給装置 1の構成を示した ブロック図である。
図 2は、 図 1に示す状態をシグナルフローグラフで表現した図であ る。
図 3は、測定系誤差要因取得部 5 0の構成を示すプロック図である。 図 4は、 信号源 1 0に校正用具 4が接続されている状態を示すプロ ック図 (図 4 ( a ))、 校正用具 4の外観を示す図 (図 4 ( b ) 〜 ( e ) ) である。 図 5は、 信号源 1 0に校正用具 4が接続されている状態をシグナル フローグラフで表現した図である。
図 6は、 信号源 1 0およびパワーメータ用端子 6 0にパワーメ一夕 6が接続されている状態を示す図である。
図 7は、 本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。 図 8は、 測定系誤差要因の測定の際の動作を示すフローチャートで ある。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 図 1は、 本発明の形態に係る電力供給装置 1の構成を示したプロッ ク図である。電力供給装置 1には、負荷(Load) 2が接続されている。 電力供給装置 1は、 負荷 2に電力 P Lを供給する。 負荷 2は入力端子 2 aを有する。 電力供給装置 1は、 信号源 1 0、 測定系誤差要因記録部 3 0、 負荷 係数測定部 4 0、 測定系誤差要因取得部 5 0、 パヮ一メータ用端子 6 0、 信号出力取得部 6 2、 目標入力信号決定部 7 0、 入力信号制御部 8 0を備える。 信号源 1 0は、 負荷 2に信号を供給する。 信号源 1 0は、 信号出力 部 1 2、 増幅率可変アンプ 1 3、 ブリッジ 1 4 a、 1 4 b、 レシ一バ ( R S ) 1 6 a (入力信号測定手段)、 レシーバ (T S ) 1 6 b (反射 信号測定手段)、 出力端子 1 8を有する。 信号出力部 12は、 入力信号を出力する。 入力信号は、 例えば、 電 圧が正弦波をとる信号である。 増幅率可変アンプ 13は、 信号出力部 12が出力した入力信号の振 幅を変化させる。 なお、 増幅率可変アンプ 13の出力振幅と入力振幅 との比 (増幅率) は可変である。 増幅率可変アンプ 13の増幅率は、 入力信号制御部 80により制御される。 プリヅジ 14 aは、 信号出力部 12から出力された信号をレシーバ (RS) 16 aに供給する。 ブリッジ 14 aが供給する信号は、 信号 源 10による測定系誤差要因の影響を受けていない信号といえる。 ブ リッジ 14 bは、 入力信号が出力端子 18から出力され、 さらに反射 して戻ってきた反射信号をレシーバ(T S) 16 bに供給する。なお、 ブリッジ 14 a、 14 bはパワースプリッ夕あるいはカプラでもよい。 レシーバ (R S) 16 a (入力信号測定手段) は、 プリヅジ 14 a を介して受けた信号の Sパラメ一夕を測定する。よって、レシーバ(R S) 1 6 aは、信号源 10による測定系誤差要因の影響の生ずる前に、 入力信号に関する Sパラメ一夕を測定する。 レシーバ (T S) 1 6 b (反射信号測定手段) は、 ブリッジ 14 b を介して受けた信号の Sパラメ一夕を測定する。よって、レシーバ(T S) 16 bは、 反射信号に関する Sパラメ一夕を測定する。 出力端子 18は、 入力信号を出力するための端子である。 測定系誤差要因記録部 30は、 電力供給装置 1の測定系誤差要因を 記録する。 測定系誤差要因は、 E d (ブリッジの方向性に起因する誤 差)、 E r 1、 E r 2 (周波数トラッキングに起因する誤差)、 E s (ソ —スマッチングに起因する誤差)、 E tがある。図 1に示す状態をシグ ナルフローグラフで表現したものを図 2に示す。 Xは電力供給装置 1 に接続される負荷 2等の負荷係数である。 負荷係数測定部 40は、 電力供給装置 1に負荷 2が接続された時の レシーバ (R S) 16 a (入力信号測定手段)、 レシーバ (T S) 1 6 b (反射信号測定手段)、 の測定データ (Sパラメ一夕) と、 測定系誤 差要因記録部 30の記録する測定系誤差要因とに基づき、 負荷 2に関 する負荷係数 Xを測定する。 ただし、 レシーバ (RS) 16 a (入力 信号測定手段) の測定データは R、 レシーバ (T S) 16 b (反射信 号測定手段) の測定データは Tである (図 2参照)。 負荷係数測定部 40は、 下記の数式に従って負荷 2の負荷係数 Xを 測定する。
【数 1】
Figure imgf000010_0001
測定系誤差要因取得部 50は、 レシーバ ( S) 1 6 a (入力信号 測定手段)、 レシーバ (T S) 16 b (反射信号測定手段)、 および信 号出力取得部 62の測定結果に基づき測定系誤差要因(E d、E r 1、 E r 2、 E s ) を取得する。 測定系誤差要因の取得にあたっては、 信 号源 10に校正用具 4、 パワーメ一夕 6を順々に接続していく。 測定系誤差要因取得部 50の構成を図 3に示す。 測定系誤差要因取 得部 50は、 切替器 52、 第一測定系誤差要因取得部 54、 第二測定 系誤差要因取得部 56を有する。 切替器 52は、 レシーバ (RS) 16 a (入力信号測定手段) およ びレシーバ (TS) 1 6 b (反射信号測定手段) から測定データ (例 えば Sパラメ一夕) を受け、 信号源 10に接続されるものの種類に応 じ、 これらの信号を、 第一測定系誤差要因取得部 54および第二測定 系誤差要因取得部 56のいずれか一つに出力する。 すなわち、 切替器 52は、 信号源 10に校正用具 4が接続されてい る時は第一測定系誤差要因取得部 54に、 信号源 10にパワーメータ 6が接続されている時は第二測定系誤差要因取得部 5 6に、 レシーバ
(RS) 16 aおよびレシーバ (T S) 16 bから受けた測定デ一夕
(例えば Sパラメ一夕) を出力する。 第一測定系誤差要因取得部 54は、 信号源 10に校正用具 4が接続 されている時に、 レシーバ (RS) 16 aおよびレシ一バ ( T S ) 1 6 bの測定デ一夕を受け、 Ed、 E s、 E r 1 · E r 2 (E r lと E r 2との積) を取得する。 信号源 10に校正用具 4が接続されている 状態を図 4 (a) に示す。 校正用具 4の端子 4 aと信号源 10の出力 端子 18とが接続されている。 なお、 ネヅ トワークアナライザ 1の信 号源 10以外の部分は図 4 (a) においては省略している。 校正用具 4は、 特開平 1 1— 38054号に記載のようにオープン (開放)、 シ ョート (短絡)、 ロード (標準負荷 Z0) の三種類の状態を実現する周 知のものである。 校正用具 4の外観は図 4 (b) に示すようなものであり、 校正用具 4は、 コネクタ 4 a、 本体 4bを有する。 図 4 ( c ) はオープン素子 で端末 4 cは開放されているが浮遊容量 Cが存在する。 図 4 (d) は ショート素子で端末 4 dは短絡されている。 図 4 (e) はロード素子 で端末 4 eは標準負荷 (インピーダンス) Z0で終端されている。 信号源 10に校正用具 4が接続されている状態をシグナルフローグ ラフで表現すれば図 2に示すようになる。 ここで、 レシーバ (RS) 16 aの測定データは R、 レシーバ (T S) 16 bの測定デ一夕は T である。 Xが、 校正用具 4の負荷係数となる。 Rと Tとの関係は、 下 記の数式の通りである
【数 2】
T ErlErl-X
R 1-EsX ここで、 校正用具 4が三種類接続されるため、 Rと Tとの組み合わ せは三種類求められる。 よって、 求められる変数も E d、 E s、 E r 1 · E r 2という三種類の変数である。 第二測定系誤差要因取得部 56は、 信号源 10およびパワーメータ 用端子 60にパワーメ一夕 6が接続されている時に、 レシーバ(R S ) 16 aの測定データ、 Ed、 E s、 E r l ' E r 2 (第一測定系誤差 要因取得部 54の取得した測定系誤差要因)、および信号出力取得部 6 2の出力 (パワー P) を受け、 E r l、 Ε Γ 2を取得する。 信号源 10およびパワーメ一夕用端子 60にパワーメ一夕 6が接続 されている状態を図 5に示す。 なお、 ネッ トワークアナライザ 1の信 号源 10およびパワーメ一夕用端子 60以外の部分は図 6においては 省略している。 パワーメータ 6の端子 6 aは信号源 10の出力端子 1 8に接続されている。 パワーメータ 6の端子 6 bはパワーメ一夕用端 子 60に接続されている。 パワーメータ 6は、 端子 6 aを介して受け た信号のパワーを測定する。 信号出力取得部 62はパワーメータ用端 子 60および端子 6 bを介して、 パワー: Pを取得し、 第二測定系誤差 要因取得部 56に出力する。 信号源 10およびパワーメ一夕用端子 60にパワーメ一夕 6が接続 されている状態をシグナルフロ一グラフで表現したものを図 6に示す < ここで、 レシーバ ( S ) 16 aの測定データは R、 パワーメ一夕 6 の測定デ一夕は: Pである。 図 6から明らかなように、 Pは入力信号に 関するべクトル電圧であり、 測定系誤差要因が生じた後に取得された ものである。 Rと Pとの関係は、 下記の数式の通りである
【数 3】
P Erl
R 1-EsEp
で、 E sは既知、 Epは測定可能なので、 E r lを求めること ができる。 E r 1 · Ε r 2は既知なので、 E r 2もまた求めることが できる。 このように、 E r 1 · E r 2から、 シグナルフロ一グラフ (図 6参照) においては互いに逆向きの E r 1、 E r 2を求めることがで きる。 いわば、 E r 1 · E r 2において一体となっていた E r lおよ び E r 2を分離できる。 第一測定系誤差要因取得部 5 4は、 レシーバ (R S ) 1 6 a (入力 信号測定手段) およびレシーバ (T S) 1 6 b (反射信号測定手段) の測定デ一夕を受け、 E d、 E s、 E r l ' E r 2を取得する。 第二 測定系誤差要因取得部 5 6は、 レシーバ (R S) 1 6 a (入力信号測 定手段) および信号出力取得部 6 2の測定データを受け、 E r l、 E r 2を取得する。 よって、 第一測定系誤差要因取得部 5 4および第二 測定系誤差要因取得部 5 6は、 レシーバ (R S) 1 6 a (入力信号測 定手段)、 レシーバ (T S) 1 6 b (反射信号測定手段) および信号出 力取得部 6 2の測定デ一夕に基づき測定系誤差要因 (E d、 E s、 E r 1、 E r 2 ) を取得する。 パワーメータ用端子 6 0は、'パワーメ一夕 6の端子 6 bに接続され る。 信号出力取得部 6 2は、 パワーメータ用端子 6 0および端子 6 b を介して、 パワー Pを取得し、 第二測定系誤差要因取得部 5 6に出力 する。 パワー Pは、 信号源 1 0による測定系誤差要因の影響の生じた 後に取得される信号といえる。 目標入力信号決定部 7 0は、測定系誤差要因(E d、 E s、 : E r 1、 E r 2:)、負荷 2の負荷係数 Xおよび負荷 2に印加する所望の電力 P L の目標値に基づき、 入力信号 Rの Sパラメ一夕の目標値を決定する。 負荷 2に印加する電力 P Lは、 下記の数式のように表される 【数 4】
Erl
PL = a R
- EsX
よって、 入力信号 Rの Sパラメ一夕は、 下記の数式のように表され る
【数 5】
Figure imgf000015_0001
よって、 上記の数式に電力 P Lの目標値および、 E r l、 E s , X を代入すれば、 入力信号 Rの Sパラメ一夕の目標値が求められる。 入 力信号 Rの Sパラメ一夕がこの目標値になるようにすれば、 電力 P L も目標値になる。 入力信号制御部 8 0は、 入力信号 Rの Sパラメ一夕が目標入力信号 決定部 7 0により求められた目標値をとるように、 入力信号のレベル を制御する。 入力信号制御部 8 0は、 増幅率可変アンプ 1 3の増幅率 を変化させることにより、 入力信号のレベルを制御する。 次に、 本発明の実施形態の動作を説明する。 図 7は、 本発明の実施 形態の動作を示すフローチヤ一トである。 まず、 電力供給装置 1は、 測定系誤差要因 (E d、 E sN E r 1、 E r 2 ) を測定する (S 10 )。測定された測定系誤差要因は、 測定系 誤差要因記録部 30に記録される。 測定系誤差要因の測定の際の動作 を図 8のフローチャートを参照して説明する。 まず、 信号源 10に三種類の校正用具 4を接続する。 信号出力部 1 2は入力信号を出力する。 このときの入力信号をレシーバ (RS) 1 6 aが測定する。 入力信号は、 出力端子 18を介して校正用具 4に入 力される。そして、校正用具 4から反射された反射信号を.レシーバ(T S) 16 bが測定する。第一測定系誤差要因取得部 54はレシーバ(R S) 1 6 aおよびレシ一バ (T S) 16 bの測定デ一夕を受け、 E d、 E s、 E r l ' E r 2 (E r lと E r 2との積) を取得する ( S 1 0 2)。 次に、 信号源 10およびパワーメータ用端子 60にパワーメータ 6 を接続する。 信号出力部 12は入力信号を出力する。 このときの入力 信号をレシーバ (RS) 16 aが測定する。 入力信号は、 出力端子 1 8および端子 6 aを介してパワーメータ 6に入力される。 パワーメー 夕 6は、 この入力信号のパワー Pを測定する。 そして、 信号出力取得 部 62はパワーメータ用端子 60および端子 6 bを介して、 パワー P を取得し、 第二測定系誤差要因取得部 5 6に出力する。 第二測定系誤 差要因取得部 56は、 レシーバ (RS) 16 aの測定データ、 Ed、 E s、 E r 1 · E r 2 (第一測定系誤差要因取得部 54の取得した測 定系誤差要因)、および信号出力取得部 62の出力(パワー P)を受け、 E r l、 E r 2を取得する (S 104)。 ここで、 図 7に戻り、 電力供給装置 1には負荷 2が接続され (図 1 参照)、入力信号 Rの Sパラメ一夕、反射信号 Tの Sパラメ一夕が実測 される (S 20)。 すなわち、 信号出力部 12は入力信号を出力する。 このときの入力信号をレシーバ (RS) 16 aが測定する。 この測定 により得られたデ一夕が Rである。 入力信号は、 出力端子 18を介し て DUT 2に入力される。 そして、. DUT 2から反射された反射信号 をレシーバ (TS) 16 bが測定する。 この測定により得られたデ一 夕が Tである。 次に、 負荷係数測定部 40が負荷 2の負荷係数 Xを決定する (S 3 0 )。すなわち、電力供給装置 1に負荷 2が接続された時のレシーバ(R S) 1 6 a (入力信号測定手段)、 レシーバ (T S) 16 b (反射信号 測定手段)、 の測定デ一夕 (Sパラメ一夕) と、 測定系誤差要因記録部 30の記録する測定系誤差要因とに基づき、 負荷 2の負荷係数 Xを測 疋 3 'る。 そして、 目標入力信号決定部 70が、測定系誤差要因(E d、 E s、 E r I E r 2),負荷 2の負荷係数 Xおよび負荷 2に印加する電力 P Lの目標値に基づき、 入力信号 Rの Sパラメ一夕の目標値を決定する ( S 40 )。
• 最後に、 入力信号制御部 80が、 入力信号 Rの Sパラメ一夕が目標 入力信号決定部 70により求められた目標値をとるように、 入力信号 のレベルを制御する。 ( S 5 0 )。 本発明の実施形態によれば、 負荷に印加される電力 P Lは、 測定系 誤差要因 (E r 1、 E s )、 負荷 2の負荷係数 Xおよび入力信号 Rの S パラメ一夕によって表すことができる (数 4参照)。 よって、 目標入力 信号決定部 7 0により、 負荷 2に印加したい所望の電力、 測定系誤差 要因 (E r 1、 E s ) および負荷 2の負荷係数 Xに基づき、 入力信号 Rの Sパラメ一夕の目標値を決定することができる (数 5参照)。さら に、 入力信号レベル制御部 8 0が、 この目標値を入力信号 Rの Sパラ メータがとるように、 入力信号のレベルを制御する。 これは、 増幅率 可変アンプ 1 3の増幅率を変化させることにより行う。 よって、 イン ピーダンスが整合しているか否かに関わらず、 負荷に所望の電力を印 加することができる。 なお、 上記の実施形態において、 C P U、 ハードディスク、 メディ ァ (フロッピ一ディスク、 C D— R O Mなど) 読み取り装置を備えた コンピュータのメディァ読み取り装置に、 上記の各部分を実現するプ ログラムを記録したメディァを読み取らせて、 ハードディスクにイン ス トールする。 このような方法でも、 電力供給装置 1を実現できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 接続された負荷に所望の電力を供給する電力供給装置であって、 入力信号に関する所定のべクトル電圧を、 測定系誤差要因の生ずる 前に測定する入力信号測定手段と、
前記入力信号が反射された反射信号に関する所定のべク トル電圧を 測定する反射信号測定手段と、
前記入力信号に関する所定のべクトル電圧を、 測定系誤差要因の生 じた後に取得する信号出力取得手段と、
前記入力信号測定手段、 前記反射信号測定手段および前記信号出力 取得手段の測定結果に基づき、 測定系誤差要因を取得する測定系誤差 要因取得手段と、
前記測定系誤差要因と、 前記負荷が接続された時の前記入力信号測 定手段および前記反射信号測定手段の測定結果とに基づき前記負荷に 関する所定のべクトル電圧を測定する負荷測定手段と、
前記測定系誤差要因、 前記負荷に関する所定のべク トル電圧および 前記所望の電力に基づき、 前記入力信号に関する所定のべク トル電圧 の目標値を決定する目標値決定手段と、
前記入力信号に関する所定のぺクトル電圧が前記目標値をとるよう に、 前記入力信号のレベルを制御する入力信号レベル制御手段と、 を備えた電力供給装置。
2 . 請求項 1に記載の電力供給装置であって、
前記反射信号測定手段は、 前記電力供給装置に接続された校正用具 から前記入力信号が反射された前記反射信号に関する所定のぺク トル 電圧を測定し、 前記校正用具は、 開放、 短絡および標準負荷の三種類の状態を実現 するものである電力供給装置。
3 . 請求項 1または 2に記載の電力供給装置であって、
前記所定のべクトル電圧は Sパラメ一夕あるいはパワーである電力 供給装置。 '
4 . 請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載の電力供給装置を備える ネヅ トワークアナライザ。
5 . 請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載の電力供給装置を備える スぺクトラムアナライザ。
6 . 接続された負荷に所望の電力を供給する電力供給方法であって、 入力信号に関する所定のべクトル電圧を、 測定系誤差要因の生ずる 前に測定する入力信号測定工程と、
前記入力信号が反射された反射信号に関する所定のぺクトル電圧を 測定する反射信号測定工程と、
前記入力信号に関する所定のぺクトル電圧を、 測定系誤差要因の生 じた後に取得する信号出力取得工程と、
前記入力信号測定工程、 前記反射信号測定工程および前記信号出力 取得工程の測定結果に基づき、 測定系誤差要因を取得する測定系誤差 要因取得工程と、
前記測定系誤差要因と、 前記負荷が接続された時の前記入力信号測 定工程および前記反射信号測定工程の測定結果とに基づき前記負荷に 関する所定のベクトル電圧を測定する負荷測定工程と、 前記測定系誤差要因、 前記負荷に関する所定のぺク トル電圧および 前記所望の電力に基づき、 前記入力信号に関する所定のべク トル電圧 の目標値を決定する目標値決定工程と、
前記入力信号に関する所定のベクトル電圧が前記目標値をとるよう に、 前記入力信号のレペルを制御する入力信号レベル制御工程と、 を備えた電力供給方法。
7 . 接続された負荷に所望の電力を供給する電力供給装置であって、 入力信号に関する所定のぺク トル電圧を、 測定系誤差要因の生ずる前 に測定する入力信号測定手段と、 前記入力信号が反射された反射信号 に関する所定のべク トル電圧を測定する反射信号測定手段と、 前記入 力信号に関する所定のべク トル電圧を、 測定系誤差要因の生じた後に 取得する信号出力取得手段とを有する電力供給装置における電力供給 処理をコンビユー夕に実行させるためのプログラムであって、
前記入力信号測定手段、 前記反射信号測定手段および前記信号出力 取得手段の測定結果に基づき、 測定系誤差要因を取得する測定系誤差 要因取得処理と、
前記測定系誤差要因と、 前記負荷が接続された時の前記入力信号測 定手段および前記反射信号測定手段の測定結果とに基づき前記負荷に 関する所定のべク トル電圧を測定する負荷測定処理と、
前記測定系誤差要因、 前記負荷に関する所定のべク トル電圧および 前記所望の電力に基づき、 前記入力信号に関する所定のべク トル電圧 の目標値を決定する目標値決定処理と、
前記入力信号に関する所定のべクトル電圧が前記目標値をとるよう に、 前記入力信号のレベルを制御する入力信号レベル制御処理と、 をコンピュー夕に実行させるためのプログラム。
8 . 接続された負荷に所望の電力を供給する電力供給装置であって、 入力信号に関する所定のべク トル電圧を、 測定系誤差要因の生ずる前 に測定する入力信号測定手段と、 前記入力信号が反射された反射信号 に関する所定のべク トル電圧を測定する反射信号測定手段と、 前記入 力信号に関する所定のべク トル電圧を、 測定系誤差要因の生じた後に 取得する信号出力取得手段とを有する電力供給装置における電力供給 処理をコンピュー夕に実行させるためのプログラムを記録したコンビ ユー夕によって読み取り可能な記録媒体であつて、
前記入力信号測定手段、 前記反射信号測定手段および前記信号出力 取得手段の測定結果に基づき、 測定系誤差要因を取得する測定系誤差 要因取得処理と、
前記測定系誤差要因と、 前記負荷が接続された時の前記入力信号測 定手段および前記反射信号測定手段の測定結果とに基づき前記負荷に 関する所定のベク トル電圧を測定する負荷測定処理と、
前記測定系誤差要因、 前記負荷に関する所定のべク トル電圧および 前記所望の電力に基づき、 前記入力信号に関する所定のべク トル電圧 の目標値を決定する目標値決定処理と、
前記入力信号に関する所定のべク トル電圧が前記目標値をとるよう に、 前記入力信号のレベルを制御する入力信号レベル制御処理と、 をコンビュ一夕に実行させるためのプログラムを記録したコンビュ —夕によつて読み取り可能な記録媒体。
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