擴(kuò)展操作范圍上的測(cè)試工具的校準(zhǔn)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種校準(zhǔn)測(cè)試工具的方法包括：在第一操作范圍集上確定所述測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的第一響應(yīng)，基于所述第一響應(yīng)在第二操作范圍集上確定所述測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的所得出的第二響應(yīng)，在所述第二操作范圍集上測(cè)量所述測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的第二響應(yīng)，并且基于所述所測(cè)量的第二響應(yīng)和所述所得出的第二響應(yīng)之間的比較確定對(duì)于所述第二操作范圍集的測(cè)試工具的校正因子。
【專(zhuān)利說(shuō)明】擴(kuò)展操作范圍上的測(cè)試工具的校準(zhǔn)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 測(cè)試工具通常用來(lái)評(píng)估諸如集成電路、通信系統(tǒng)等的電氣裝備的操作特性。例如， 向量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA)通常用來(lái)評(píng)估射頻（RF)或微波頻率電路或系統(tǒng)的響應(yīng)特性。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了確保測(cè)試工具的精確性能，典型地在實(shí)際使用之前對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)過(guò)程。例 如，VNA可以通過(guò)測(cè)量它的接收器的響應(yīng)特性來(lái)校準(zhǔn)，并且隨后根據(jù)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)后 續(xù)接收器測(cè)量用于更高的精度。例如可以在制造、初始化或首次布置該測(cè)試工具時(shí)進(jìn)行這 樣的校準(zhǔn)過(guò)程。
[0003] 在傳統(tǒng)的校準(zhǔn)過(guò)程中，將測(cè)試工具連接到具有已知響應(yīng)的測(cè)試件（device under test，DUT)。該測(cè)試件可以被稱(chēng)為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)、基準(zhǔn)裝置或已知裝置。DUT的已知響應(yīng)可以例 如是已知的幅度響應(yīng)、相位響應(yīng)、或群組延遲響應(yīng)。接著，測(cè)試工具測(cè)試校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的響應(yīng)，并 且將所測(cè)量響應(yīng)與已知響應(yīng)進(jìn)行比較。最終，根據(jù)已知響應(yīng)和所測(cè)量響應(yīng)之間的任何差異 來(lái)調(diào)節(jié)或校準(zhǔn)測(cè)試工具。更具體地，調(diào)節(jié)測(cè)試工具的測(cè)量參數(shù)以使得所測(cè)量響應(yīng)將更精確 地對(duì)應(yīng)于已知響應(yīng)。
[0004] 作為以上校準(zhǔn)過(guò)程的示例，假定測(cè)試工具是VNA并且使用校準(zhǔn)過(guò)程來(lái)校準(zhǔn)VNA的 接收器的幅度響應(yīng)。進(jìn)一步假定已知響應(yīng)表示為"K"而所測(cè)量響應(yīng)表示為"Μ=Κ+Λ "，其中 Λ表示已知的和所測(cè)量的響應(yīng)之間的差異。在這些條件下，VNA接收器可以通過(guò)以一個(gè)與 Λ值對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)它們的幅度測(cè)量而校準(zhǔn)，以使得未來(lái)的測(cè)量將與已知響應(yīng)一 致。
[0005] 通常，以上校準(zhǔn)過(guò)程要求可靠地測(cè)量感興趣的響應(yīng)特性的能力。例如，當(dāng)校準(zhǔn)幅度 響應(yīng)時(shí)，校準(zhǔn)過(guò)程必須能夠可靠地測(cè)量在校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的輸入和輸出處的信號(hào)幅度，以便于測(cè) 量輸入和輸出之間的幅度上的改變。通常使用功率計(jì)來(lái)檢測(cè)在輸入和輸出處的各個(gè)信號(hào)幅 度而可以以直接的方式實(shí)施此類(lèi)幅度測(cè)量。然而，在其他類(lèi)型的校準(zhǔn)中，可能要求更復(fù)雜的 技術(shù)來(lái)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量。例如，當(dāng)使用頻率轉(zhuǎn)換器（frequency translation device, FTD) (例如，混合器）作為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)而校準(zhǔn)測(cè)試工具的相位響應(yīng)時(shí)，由于輸入和輸出之間的頻率 上的改變而可能難以確定校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的輸入和輸出之間的相移。此難處源于當(dāng)前沒(méi)有任何可 用的、能夠在FTD的輸入和輸出處檢測(cè)絕對(duì)相平（phase level)的通用的"相位計(jì)"（S卩，與 "功率計(jì)"相似）的事實(shí)。
[0006] 為了解決以上難處，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了使用諧波梳狀發(fā)生器（harmonic comb generator)作為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的新技術(shù)來(lái)校準(zhǔn)測(cè)試工具的相位響應(yīng)。換而言之，只要校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 是具有已知相位響應(yīng)的諧波梳狀發(fā)生器，該新技術(shù)就可以進(jìn)行相位校準(zhǔn)。在此背景下，這樣 的諧波梳狀發(fā)生器可以被稱(chēng)為"相位基準(zhǔn)"，并且該校準(zhǔn)技術(shù)可以被稱(chēng)為"相位基準(zhǔn)"校準(zhǔn)技 術(shù)。相位基準(zhǔn)校準(zhǔn)技術(shù)的示例進(jìn)一步在2011年5月18日提交的共有美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第 2012/0295548號(hào)（'548公開(kāi)）中詳細(xì)描述，其主題通過(guò)引用合并于此。
[0007] 不幸地是，該相位基準(zhǔn)技術(shù)具有至少兩個(gè)顯著的不足。首先，在大多數(shù)實(shí)際情況 中，相位基準(zhǔn)具有有限的操作范圍。例如，可以在55MHz到67GHz的范圍上操作。因此，相 位基準(zhǔn)無(wú)法用來(lái)在低于55Mhz或高于67GHz的頻率處用來(lái)校準(zhǔn)VNA或其他測(cè)試工具的接收 器的相位響應(yīng)。第二，相位基準(zhǔn)通常受限于稱(chēng)為基頻率（cardinal frequency)的離散頻率。 例如，典型的相位基準(zhǔn)可以包括諧波梳狀發(fā)生器，其在10MHz的整數(shù)倍(例如，60MHz，70MHz 等)處生成信號(hào)。相位基準(zhǔn)不能用來(lái)直接校準(zhǔn)這些頻率之間的相位響應(yīng)，典型的校準(zhǔn)也不能 出借其自身以在這些頻率之間內(nèi)插。
[0008] 鑒于以上，存在對(duì)克服傳統(tǒng)途徑的不足的測(cè)試工具的校準(zhǔn)的新途徑的普遍需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在代表性實(shí)施例中，校準(zhǔn)測(cè)試工具的方法包括在第一操作范圍集上確定測(cè)試工具 上的校準(zhǔn)裝置的第一響應(yīng)，基于該第一響應(yīng)在第二操作范圍集上確定測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝 置的所得出的第二響應(yīng)，在第二操作范圍集上測(cè)量測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的第二響應(yīng)，并 且基于所測(cè)量的第二響應(yīng)和所得出的第二響應(yīng)之間的比較確定對(duì)于第二操作范圍集的測(cè) 試工具的校正因子。
[0010] 在另一代表性實(shí)施例中，校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀的方法包括確定關(guān)于第一輸入頻率范圍 和第一輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀上的FTD的第一響應(yīng)，基于該第一響應(yīng)確定關(guān)于第二輸 入頻率范圍和第二輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀上的FTD的所得出的第二響應(yīng)，測(cè)量關(guān)于第 二輸入頻率范圍和第二輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀上的FTD的第二響應(yīng)，并且基于所測(cè)量 的第二響應(yīng)和所得出的第二響應(yīng)之間的比較確定對(duì)于第二輸入頻率范圍和第二輸出頻率 范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀的校正因子。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 當(dāng)參考附圖閱讀時(shí)，所述實(shí)施例根據(jù)以下詳細(xì)描述是最易理解的。只要可應(yīng)用和 實(shí)用的，相同的附圖標(biāo)記指示相同的要素。
[0012] 圖1A是根據(jù)代表性實(shí)施例的配置用于使用第一類(lèi)DUT進(jìn)行校準(zhǔn)的測(cè)試工具的框 圖。
[0013] 圖1B是根據(jù)代表性實(shí)施例的配置用于使用第二類(lèi)DUT進(jìn)行校準(zhǔn)的測(cè)試工具的框 圖。
[0014] 圖2A是根據(jù)代表性實(shí)施例的配置用于使用在第一操作范圍集上具有已知響應(yīng)的 DUT進(jìn)行校準(zhǔn)的第一階段的測(cè)試工具的框圖。
[0015] 圖2B是根據(jù)代表性實(shí)施例的配置用于使用在第一操作范圍集和第二操作范圍集 上具有未知響應(yīng)的DUT進(jìn)行校準(zhǔn)的第二階段的測(cè)試工具的框圖。
[0016] 圖2C是根據(jù)代表性實(shí)施例的配置用于使用在第二操作范圍集上具有未知響應(yīng)的 DUT進(jìn)行校準(zhǔn)的第三階段的測(cè)試工具的框圖。
[0017] 圖3是圖示根據(jù)代表性實(shí)施例的校準(zhǔn)測(cè)試工具的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 在以下的詳細(xì)描述中，出于說(shuō)明而非限制的目的，闡述公開(kāi)了具體細(xì)節(jié)的代表性 實(shí)施例以提供本教導(dǎo)的透徹理解。然而，對(duì)于享有本公開(kāi)益處的、具有本領(lǐng)域普通技術(shù)的人 員顯然的是，偏離這里公開(kāi)的具體細(xì)節(jié)的、根據(jù)本教導(dǎo)的其他實(shí)施例維持在所附權(quán)利要求 的范圍內(nèi)。然而，可能省略公知設(shè)備和方法的描述以不混淆示例實(shí)施例的描述。這樣的方 法和設(shè)備顯然在本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。
[0019] 這里使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，并且不意圖為限制性的。所定 義的術(shù)語(yǔ)是除了所定義術(shù)語(yǔ)的技術(shù)和科學(xué)含義之外還在本教導(dǎo)的【技術(shù)領(lǐng)域】中被普遍理解 和接受的。作為在說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中使用的，術(shù)語(yǔ)"一"、"一個(gè)"和"該"包括單數(shù)和 復(fù)數(shù)對(duì)象，除非文中明確規(guī)定其他情況。因此，例如"一裝置"包括一個(gè)裝置和多個(gè)裝置。
[0020] 通常，所述實(shí)施例涉及用于校準(zhǔn)諸如VNA之類(lèi)的測(cè)試工具的技術(shù)和工藝。所述實(shí) 施例允許測(cè)試工具在超過(guò)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的范圍的擴(kuò)展的操作范圍集上被校準(zhǔn)。擴(kuò)展的范圍集可 以包括例如校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的基頻率之間的頻率范圍，以及在校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的最大或最小操作范圍以 上或以下的頻率范圍。
[0021] 在特定實(shí)施例中，在第一和第二頻率范圍集上校準(zhǔn)測(cè)試工具.。通過(guò)（a)當(dāng)連接到 在第一范圍集上具有已知響應(yīng)的第一校準(zhǔn)裝置時(shí)觀察其在該第一集上的性能，并且（b)基 于所觀察到的性能為該測(cè)試工具生成校正因子來(lái)在第一頻率范圍集上校準(zhǔn)測(cè)試工具。接 著，通過(guò)以下來(lái)在第二頻率范圍集上校準(zhǔn)測(cè)試工具：（c))當(dāng)連接到在該范圍集上具有未知 響應(yīng)的第二校準(zhǔn)裝置時(shí)觀察其在該第一頻率范圍集上的性能，（d)通過(guò)與第一校準(zhǔn)裝置的 性能的比較而特征化在第一頻率范圍集上的第二校準(zhǔn)裝置的性能，（e)觀察在第二頻率范 圍集上第二校準(zhǔn)裝置的性能，并且（f)基于第二校準(zhǔn)裝置在第二集上的所觀察的性能和第 二校準(zhǔn)裝置在第一集上的特征化的性能來(lái)確定在第二頻率范圍集上測(cè)試工具的校正因子。
[0022] 在這些實(shí)施例中，第一和第二范圍集可以是例如施加于混頻器的各個(gè)輸入和輸 出端口的頻率范圍集。作為一個(gè)示例，使用相位基準(zhǔn)裝置作為第一校準(zhǔn)裝置，第一范圍集 可以包括相位基準(zhǔn)裝置的輸入頻率范圍rl和輸出頻率范圍r2。然后，使用未知響應(yīng)的混 合器("未知混合器"）作為第二校準(zhǔn)裝置，第二范圍集可以包括輸入頻率范圍rl和輸出 頻率范圍r3.。因此，第二校準(zhǔn)裝置的使用可以用來(lái)將校準(zhǔn)的范圍從范圍{rl，r2}擴(kuò)展到 {rl, r2, r3} 〇
[0023] 在以上過(guò)程中，如果第二校準(zhǔn)裝置在第二頻率范圍集上的行為可以從其在第一頻 率范圍集上的行為精確地推斷，步驟（f)可以提供校正因子的相當(dāng)精確的估計(jì)。這樣的推 斷例如在第二校準(zhǔn)裝置具有"平滑"（即，經(jīng)得起內(nèi)插或外插）的響應(yīng)特性時(shí)是可能的。當(dāng) 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于第一頻率范圍集而非第二頻率范圍集可用時(shí)，以上校準(zhǔn)過(guò)程可以是尤其有用 的。另外，如同將從以下描述中明白的，以上校準(zhǔn)過(guò)程可以在校準(zhǔn)相位響應(yīng)中或用來(lái)測(cè)量諸 如混合器的FTD的測(cè)試工具的群組延遲響應(yīng)中尤其有用。
[0024] 在以下的描述中，將參考VNA描述若干實(shí)施例，該VNA為了關(guān)于混合器或其他FTD 的相位響應(yīng)或群組延遲響應(yīng)的測(cè)量而校準(zhǔn)。仍然，所述概念不限于具體類(lèi)型的測(cè)試工具、校 準(zhǔn)或DUT。例如，為了指出一些替代，這些概念可以可替代地應(yīng)用于諸如網(wǎng)絡(luò)分析儀或頻譜 分析儀之類(lèi)的其他測(cè)試工具，應(yīng)用于諸如幅度響應(yīng)校準(zhǔn)之類(lèi)的其他類(lèi)型的校準(zhǔn)，和應(yīng)用于 諸如濾波器之類(lèi)的其他類(lèi)型的DUT。
[0025] 圖1A是根據(jù)代表性實(shí)施例的配置用于使用第一類(lèi)DUT進(jìn)行校準(zhǔn)的測(cè)試工具105 的框圖。圖1B是根據(jù)另一代表性實(shí)施例的配置用于使用第二類(lèi)DUT進(jìn)行校準(zhǔn)的測(cè)試工具 105的框圖。提供這些示圖以便于圖示一些基礎(chǔ)的、非限制性的背景，其中使用以下描述的 方法可以進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0026] 參考圖1A，測(cè)試工具105包括布置在用來(lái)使用DUT110進(jìn)行雙端口 S參數(shù)校準(zhǔn)的配 置中的VNA。DUT110可以是能夠促進(jìn)期望的校準(zhǔn)過(guò)程的任何類(lèi)型的雙端口裝置。例如，僅 指出一些替代，它可以是頻率濾波器、二極管或放大器。測(cè)試工具105包括第一接收器115 ("A"接收器)、第二接收器130 ("B"接收器)、信號(hào)源120、基準(zhǔn)接收器125、分路器135、開(kāi) 關(guān)140和定向耦合器145和150.。
[0027] 在典型的測(cè)試過(guò)程中，信號(hào)源120生成要被施加到DUT110的測(cè)試信號(hào)。該測(cè)試信 號(hào)可以使用在信號(hào)源120中的頻率合成器而在不同的頻率上生成。例如，該測(cè)試信號(hào)可以 橫跨一個(gè)頻率和/或相位范圍以進(jìn)行各種類(lèi)型的響應(yīng)測(cè)量。
[0028] 通過(guò)分路器135傳送測(cè)試信號(hào)到基準(zhǔn)接收器125以及DUT110的第一端口（"A"端 口）。測(cè)試信號(hào)的部分從"A"端口反射并且經(jīng)由定向耦合器145傳送到"A"接收器。測(cè)試 信號(hào)的另一部分通過(guò)DUT110傳送以在DUT110的第二端口（"B"端口）處產(chǎn)生輸出信號(hào)，并 且該輸出信號(hào)經(jīng)由定向耦合器150傳送到"B"接收器。
[0029] 在校準(zhǔn)過(guò)程中，DUT110可以是校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。因此，可以通過(guò)將校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的已知響應(yīng) 特性與通過(guò)第一接收器115、基準(zhǔn)接收器125和第二接收器130由測(cè)試工具105測(cè)量的那些 響應(yīng)特性進(jìn)行比較以進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0030] 參考圖1B，測(cè)試工具105示出在其被連接到包括混合器或其他類(lèi)型的FTD的 DUT110'的配置中。與DUT110相比，DUT110'進(jìn)一步包括用于接收本地振蕩器（L0)信號(hào)的 額外輸入端。L0信號(hào)可以通過(guò)測(cè)試工具105中的額外頻率合成器生成。
[0031] 在使用圖1B的配置的典型測(cè)試或校準(zhǔn)過(guò)程中，測(cè)試工具105如上關(guān)于圖1A所述 地操作，除了由于DUT110'的輸入和輸出端口之間的頻率轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致特定過(guò)程可能更加復(fù) 雜。例如，可能由于該頻率轉(zhuǎn)換而難以利用DUT110'進(jìn)行相位響應(yīng)測(cè)量或校準(zhǔn)。
[0032] 通常，在圖1A或1B的配置中可以使用功率計(jì)進(jìn)行幅度響應(yīng)測(cè)量以校準(zhǔn)每一個(gè)接 收器。然而，相位響應(yīng)測(cè)量通常要求更復(fù)雜的手段，諸如使用"相位基準(zhǔn)"作為DUT110'來(lái) 確定在DUT110'的各個(gè)輸入和輸出端口處的絕對(duì)相移。例如，在' 548公開(kāi)中描述了這樣的 相位基準(zhǔn)的使用。
[0033] 使用相位基準(zhǔn)的典型校準(zhǔn)過(guò)程包括雙端口 S參數(shù)校準(zhǔn)和單相位基準(zhǔn)連接。對(duì)于相 位基準(zhǔn)校準(zhǔn)技術(shù)維持任何特定L0頻率大體上沒(méi)有要求。然而，這樣的校準(zhǔn)過(guò)程的缺陷在于 通常受限于在相位基準(zhǔn)的基頻率(例如，10MHz的間隔)處進(jìn)行校準(zhǔn)，并且可能受在特定頻率 之上或之下進(jìn)行校準(zhǔn)的限制。例如，在一些實(shí)施方式中，可以使用相位基準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)從55MHz 到67GHz的但是沒(méi)有此范圍之外的測(cè)試工具105的全部接收器。因此，為了擴(kuò)展55MHz以 下的校準(zhǔn)，可以使用具有從DC到600Mhz的平坦群組延遲的"未知裝置"（例如，"未知混合 器")。使用相位基準(zhǔn)校準(zhǔn)在55Mhz之上測(cè)量未知裝置的相位延遲的絕對(duì)水平。然后，一旦 已經(jīng)識(shí)別了絕對(duì)相位延遲，則校準(zhǔn)還在55Mhz以下測(cè)量未知裝置。然后，可以計(jì)算校準(zhǔn)的誤 差項(xiàng)作為與絕對(duì)相位延遲相比的原始接收器測(cè)量之間的差異。
[0034] 校準(zhǔn)處理還可以使用未知裝置的輸入匹配和輸出匹配測(cè)量以產(chǎn)生對(duì)失配誤差較 不敏感的校準(zhǔn)。此外插依賴(lài)于具有帶有從低于55Mhz到高于55MHz的平滑響應(yīng)的未知裝置。 具有平滑相位響應(yīng)的裝置的簡(jiǎn)單示例是具有平滑群組延遲響應(yīng)的裝置。通常，可以輕易地 從幅度響應(yīng)的平滑度估計(jì)相位或群組延遲響應(yīng)的平滑度。
[0035] 圖2A到2C示出了使用已知裝置205和未知裝置210在校準(zhǔn)過(guò)程期間內(nèi)的測(cè)試工 具105的示例配置。為了說(shuō)明的簡(jiǎn)潔，將假定已知裝置205包括在第一范圍集Rie {rl，r2} 中具有已知響應(yīng)的相位基準(zhǔn)，并且未知裝置210包括具有在第一范圍集R1和第二范圍集 R2 e {rl，r3}兩者上具有未知響應(yīng)的混合器。盡管未在圖2A到2C中圖示，已知裝置205 和未知裝置210均在校準(zhǔn)期間內(nèi)接收L0輸入信號(hào)，并且它們通過(guò)基于L0信號(hào)轉(zhuǎn)換它們各 自的輸入信號(hào)的頻率來(lái)生成它們的各自的輸出信號(hào)。
[0036] 在上述示例中，通過(guò)使用范圍rl和r2作為如圖2A所示的已知裝置205的各個(gè)輸 入和輸出頻率范圍，然后使用相同的范圍作為如圖2B所示的未知裝置210的輸入和輸出頻 率范圍，并隨后最終使用范圍rl和r3作為如圖2C所示的未知裝置210的各個(gè)輸入和輸出 頻率范圍，來(lái)校準(zhǔn)測(cè)試工具105。
[0037] 在圖2A到2C的示例中，未知裝置210的使用允許校準(zhǔn)過(guò)程擴(kuò)展到范圍r3,該范 圍r3可以在其他范圍rl和r2的兩者之間或在那些范圍之外。當(dāng)范圍r3在其他范圍rl 和r2的兩者之間時(shí)，校準(zhǔn)過(guò)程可以認(rèn)為被內(nèi)插擴(kuò)展。否則，可以認(rèn)為被外插擴(kuò)展。為了擴(kuò) 展內(nèi)插或外插的校準(zhǔn)，將假定未知混合器具有在范圍r3和其他范圍的一個(gè)或多個(gè)之間的 平滑響應(yīng)。
[0038] 參考圖2A，在校準(zhǔn)的第一階段，已知裝置205連接到測(cè)試工具105。測(cè)試工具105 在第一范圍集Rl e {rl，r2}上使用'548公開(kāi)中描述的技術(shù)來(lái)測(cè)量已知裝置205的絕對(duì)相 位或群組延遲響應(yīng)。然后，將所測(cè)量的響應(yīng)與已知裝置205的已知相位或群組延遲響應(yīng)進(jìn) 行比較以確定在各個(gè)范圍rl和r2上測(cè)試工具105的接收器的校正因子。此校正因子集可 以稱(chēng)為第一校正因子集。
[0039] 參考圖2B，在校準(zhǔn)的第二階段，未知裝置210連接到測(cè)試工具105。測(cè)試工具105 在第一范圍集R1上測(cè)量未知裝置210的絕對(duì)相位或群組延遲響應(yīng)，并且通過(guò)向所測(cè)量的響 應(yīng)應(yīng)用接收器校正因子來(lái)確定在相同范圍集上的未知裝置的校正后的響應(yīng)(或假定的"實(shí) 際"響應(yīng))。然后，基于未知裝置210的假定的平滑響應(yīng)，根據(jù)在第一范圍集R1上的校正后 的響應(yīng)估計(jì)或推斷在第二范圍集R2上未知裝置210的校正后的響應(yīng)(或假定的"實(shí)際"響 應(yīng))。在此背景下，在第二范圍集R2上的未知裝置210的校正后的響應(yīng)可以被稱(chēng)為"得出的 響應(yīng)"，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)根據(jù)在第一范圍集R1上的校正后的響應(yīng)估計(jì)或推斷而得出的。通常， "得出的響應(yīng)"可以通過(guò)任何合適的得到處理而確定。例如，可以通過(guò)基于可用數(shù)據(jù)、假設(shè)、 數(shù)學(xué)建模、分析技術(shù)等的得到處理而確定。
[0040] 參考圖2C，在校準(zhǔn)的第三階段，測(cè)試工具105測(cè)量在第二范圍集R2上的未知裝置 210的絕對(duì)相位或群組延遲響應(yīng)，并且將所測(cè)量的響應(yīng)與通過(guò)在第二階段中的估計(jì)或推斷 而確定的得出的響應(yīng)(例如，校正后的響應(yīng)或假定的"實(shí)際"響應(yīng)）進(jìn)行比較。最終，基于比 較可以對(duì)第二范圍集R2確定測(cè)試工具105的校正因子。還稱(chēng)為第二校正因子集的這些校 正因子提供在范圍r3上的測(cè)試工具105的校準(zhǔn)，這有效地?cái)U(kuò)展到已知裝置205自身實(shí)現(xiàn)的 校準(zhǔn)范圍之外。
[0041] 圖3是圖示根據(jù)代表性實(shí)施例的校準(zhǔn)測(cè)試工具的方法的流程圖。出于說(shuō)明的目 的，盡管該方法不限于由該或任何其他的特定測(cè)試工具進(jìn)行，但是假定關(guān)于圖1和2的測(cè)試 工具105進(jìn)行該方法。在以下的描述中，將用括弧（SXXX)指示示例方法步驟，以將它們與 示例器件或系統(tǒng)組件區(qū)分。
[0042] 參考圖3,該方法以識(shí)別在第一操作范圍集R1 e {rl，r2}上具有已知響應(yīng)的裝置 DUT1開(kāi)始（S305)。在此示例中，DUT1可以是圖2A的已知裝置205。在范圍R1上的該裝置 的已知響應(yīng)或"實(shí)際響應(yīng)^示為DUT1 (R1)，并且類(lèi)似的表示用來(lái)代表該或其他裝置的其他 "實(shí)際響應(yīng)"。接著，方法測(cè)量在第一范圍集R1上的DUT1的響應(yīng)（S310)。在該第一范圍集 R1上的此裝置的所測(cè)量的響應(yīng)表示為DUT1'（R1)，并且類(lèi)似的表示用來(lái)代表該或其他裝置 的其他"所測(cè)量的"響應(yīng)。
[0043] 接著，方法基于在步驟S305中識(shí)別的實(shí)際響應(yīng)以及在步驟S310中識(shí)別的所測(cè)量 的響應(yīng)對(duì)測(cè)試工具105的接收器確定校正因子（S315)。在范圍集R1上的接收器的校正因 子表示為Λ REC_R1，并且類(lèi)似的表示用來(lái)代表在其他范圍上接收器的校正因子。這些校正 因子如圖3中的等式所圖示的那樣被估計(jì)。
[0044] 接著額，方法測(cè)量未知裝置DUT2在第二操作范圍集R2 e {rl，r3}上的響應(yīng) (S320)。在此示例中，DUT2可以是圖2B的未知裝置210。所測(cè)量的響應(yīng)表示為DUT2'（R1)。 接著，在范圍R2上的DUT2的實(shí)際響應(yīng)根據(jù)在那些范圍上的所測(cè)量的響應(yīng)以及在步驟S315 中確定的校正因子而推斷或估計(jì)（S325)。實(shí)際響應(yīng)表示為DUT2 (R1)，并如圖3中的等式 所圖示的那樣被估計(jì)。
[0045] 一旦DUT2的實(shí)際響應(yīng)在步驟S325中已經(jīng)被推斷或估計(jì)，則在該第一范圍集R1 上的實(shí)際響應(yīng)隨后用來(lái)估計(jì)在第二范圍集R2上DUT2的實(shí)際響應(yīng)，其被表示為DUT2 (R2) (S330)。假定DUT2在范圍r3和其他范圍rl和r2的一個(gè)或多個(gè)之間具有平滑響應(yīng)，該估 計(jì)可以通過(guò)內(nèi)插或外插DUT2的實(shí)際響應(yīng)而得到。最終，該方法基于所測(cè)量的以及實(shí)際的 響應(yīng)DUT2'（R2)和DUT2(R2)確定測(cè)試工具105的接收器的校正因子，如圖3的等式所示 (S335)。
[0046] 如上所述，以上技術(shù)可以用來(lái)將測(cè)試工具的校準(zhǔn)范圍擴(kuò)展到校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的操作范圍 之外。例如，一些所述技術(shù)使用相位基準(zhǔn)來(lái)在相位基準(zhǔn)的頻率范圍之外校準(zhǔn)測(cè)試工具。在 特定實(shí)施例中，例如，所述技術(shù)可以用來(lái)在55Mhz之下校準(zhǔn)。例如，在其他實(shí)施例中，這些技 術(shù)可以用來(lái)在67Ghz之上校準(zhǔn)。另外，這些技術(shù)可以用來(lái)在相位基準(zhǔn)的基頻率之間擴(kuò)展相 位基準(zhǔn)校準(zhǔn)。更通用的，所述技術(shù)可以被擴(kuò)展到其他測(cè)量類(lèi)別，其中已知的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)在基點(diǎn) 良好地對(duì)應(yīng)，并且未知但是平滑的標(biāo)準(zhǔn)可用，而這可以在已知點(diǎn)上提供內(nèi)插或在已知標(biāo)準(zhǔn) 值之外提供外插。
[〇〇47] 雖然這里公開(kāi)了代表性實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員之一理解依據(jù)本教導(dǎo)的很多 變型是可能的，并且維持在所附權(quán)利要求集的范圍之內(nèi)。因而，本發(fā)明在所附權(quán)利要求的范 圍內(nèi)不受限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種校準(zhǔn)測(cè)試工具的方法，包括： 在第一操作范圍集上確定所述測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的第一響應(yīng)； 基于所述第一響應(yīng)在第二操作范圍集上確定所述測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的所得出的 第二響應(yīng)； 在所述第二操作范圍集上測(cè)量所述測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的第二響應(yīng)；并且 基于所述所測(cè)量的第二響應(yīng)和所述所得出的第二響應(yīng)之間的比較確定對(duì)于所述第二 操作范圍集的測(cè)試工具的校正因子。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中校準(zhǔn)裝置的所述所得出的第二響應(yīng)通過(guò)內(nèi)插所述第 一響應(yīng)而確定。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中校準(zhǔn)裝置的所述所得出的第二響應(yīng)通過(guò)外插所述第 一響應(yīng)而確定。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二操作范圍集是頻率范圍集。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)試工具是網(wǎng)絡(luò)分析儀，并且所述校正因子用 來(lái)調(diào)節(jié)由所述網(wǎng)絡(luò)分析儀的接收器獲得的測(cè)量。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述校正因子是所述測(cè)試工具的相位響應(yīng)校正因 子。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述校正因子是所述測(cè)試工具的群組延遲響應(yīng)校正 因子。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二響應(yīng)是相位響應(yīng)。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二響應(yīng)是群組延遲響應(yīng)。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述校準(zhǔn)裝置的第一響應(yīng)包括在第一操作范 圍集上測(cè)量所述測(cè)試工具上的校準(zhǔn)裝置的第一響應(yīng)，并且使用該第一操作范圍集的測(cè)試工 具的校正因子校正所測(cè)量的第一響應(yīng)。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中第一操作范圍集的測(cè)試工具的校正因子通過(guò)使用 相位基準(zhǔn)裝置在第一操作范圍集上校準(zhǔn)測(cè)試工具而確定。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述相位基準(zhǔn)裝置具有不超過(guò)所述第二操作范圍 集的操作范圍。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一操作范圍集僅包括所述相位基準(zhǔn)裝置的 基頻率。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述相位基準(zhǔn)裝置包括諧波梳狀發(fā)生器。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述校準(zhǔn)裝置包括頻率轉(zhuǎn)換裝置（FTD)，所述第一 操作范圍集包括FTD的第一輸入和輸出頻率范圍集，而第二操作范圍集包括FTD的第二輸 入和輸出頻率范圍集。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述校準(zhǔn)裝置包括在第一和第二操作范圍集上具 有未知響應(yīng)的混合器。
17. -種校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀的方法，包括： 確定關(guān)于第一輸入頻率范圍和第一輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀上的頻率轉(zhuǎn)換裝置 (FTD)的第一響應(yīng)； 基于所述第一響應(yīng)確定關(guān)于第二輸入頻率范圍和第二輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀上 的FTD的所得出的第二響應(yīng)； 測(cè)量關(guān)于第二輸入頻率范圍和第二輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀上的FTD的第二響應(yīng)； 以及 基于所測(cè)量的第二響應(yīng)和所得出的第二響應(yīng)之間的比較確定對(duì)于第二輸入頻率范圍 和第二輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀的校正因子。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述校正因子定義了所述網(wǎng)絡(luò)分析儀的接收器的 測(cè)量調(diào)節(jié)。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述測(cè)量調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于延遲響應(yīng)測(cè)量。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中確定FTD的第一響應(yīng)包括： 使用相位基準(zhǔn)裝置關(guān)于所述第一輸入頻率范圍和所述第一輸出頻率范圍校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分 析儀； 測(cè)量關(guān)于所述第一輸入頻率范圍和所述第一輸出頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)分析儀上的FTD的 第一響應(yīng)；以及 根據(jù)使用所述相位基準(zhǔn)裝置進(jìn)行的校準(zhǔn)而校正所測(cè)量的第一響應(yīng)。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK104111432SQ201410095251
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月16日
【發(fā)明者】J.P.頓斯莫爾, J.埃里克森 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司