本發(fā)明涉及電子測量設(shè)備和用于操作電子測量設(shè)備的方法。
在可以使用電子設(shè)備之前,需要測試該電子設(shè)備以保證該設(shè)備在預(yù)定義條件下的正常行為。因此,存在描述用于這種電子設(shè)備(后文稱為被測設(shè)備,縮寫為DUT)的測試場景的測試規(guī)范。優(yōu)選地,在諸如汽車應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用、航天應(yīng)用或防御應(yīng)用的應(yīng)用中所使用的DUT需要滿足那些測試規(guī)范,這是因?yàn)镈UT在這類應(yīng)用中的故障將導(dǎo)致巨大的損害。因此需要可靠的測試。這些測試保證被測試的DUT的特定認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
存在有多種用于測試和/或分析DUT的方法和過程。本文中的本發(fā)明優(yōu)選地涉及但不限于在正常操作DUT期間的分析方法。因此,需要將至少一個信號作為輸入信號施加至DUT以及測量DUT的相應(yīng)的輸出信號。
本發(fā)明優(yōu)選地涉及分析不同類型的DUT,諸如放大器、衰減器、有源設(shè)備、無源設(shè)備、連接元件、信號路徑、液體、能量存儲部件、或?yàn)榈统杀綝UT的類似物。DUT可以包括范圍從DC到幾百兆赫的工作頻率。由于DUT是低成本產(chǎn)品,因此所需的分析方法需要是簡單的且經(jīng)濟(jì)合算的。
背景技術(shù):
為了生成施加至DUT的信號,信號源是必需的。當(dāng)今,信號源用于將信號施加至DUT。DUT的輸出由電子測量設(shè)備測量。信號源在物理上與測量設(shè)備分離。由于電子測量設(shè)備與信號源分離,因此需要精密的對準(zhǔn)技術(shù)來將施加的信號與接收的信號對準(zhǔn)。通常,觸發(fā)信號用于這類時間對準(zhǔn)。
用于分析特定DUT的這類測試裝置場景是昂貴的且提高了這類DUT在大規(guī)模生產(chǎn)場景中的生產(chǎn)成本。因此,需要降低DUT的生產(chǎn)成本但確保以高精度分析DUT。
在文獻(xiàn)US 2014/0111184 A1中,描述了混合域示波器(縮寫為MDO),該混合域示波器包括用于將信號施加至DUT的輸入節(jié)點(diǎn)的測試信號輸出通道。該MDO還包括用于獲得DUT的輸出信號的RF輸入通道。MDO內(nèi)部的處理和控制邏輯包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(縮寫為ADC)、以及用于獲得頻域中的頻率響應(yīng)信號的離散傅里葉變換(縮寫為DFT)模塊。該頻率響應(yīng)信號被顯示在MDO處的顯示器上。
那些MDO是昂貴的且包括用于根據(jù)DFT算法獲得頻率響應(yīng)信號的復(fù)雜的計算結(jié)構(gòu)。因此,那些MDO不適用于以經(jīng)濟(jì)合算的方式測試上文提及的DUT。
需要提供用于分析和表征上文提及的DUT的低成本的測量設(shè)備。該測量設(shè)備應(yīng)當(dāng)適用于大規(guī)模生產(chǎn)場景以便加快這類DUT的生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,電子測量設(shè)備,優(yōu)選地數(shù)字示波器,包括信號生成單元,該信號生成單元被配置成生成施加至DUT的輸入節(jié)點(diǎn)的信號。該測量設(shè)備還包括控制單元,該控制單元被配置成控制信號生成單元使得所生成的信號至少在其信號頻率方面是能夠調(diào)節(jié)的。在該電子測量設(shè)備中使用至少一個接收單元來在時域中檢索來自DUT的輸出節(jié)點(diǎn)的信號。該電子測量設(shè)備包括信號生成單元和接收單元二者以分析DUT的行為和/或根據(jù)預(yù)定義的測試規(guī)范測試DUT。
因此,在DUT的正常操作條件期間分析DUT。由本發(fā)明的測量設(shè)備分析的重要的DUT的行為參數(shù)例如為散射參數(shù)(縮寫為S參數(shù))。這些S參數(shù)為散射矩陣的元素且描述DUT在通過施加的電信號經(jīng)歷各種穩(wěn)態(tài)刺激時的電行為。為了得到S參數(shù),需要執(zhí)行反射測量和系統(tǒng)誤差校正。也可以得出傳輸參數(shù)而非S參數(shù)。
電子測量設(shè)備優(yōu)選地包括在共用的殼體內(nèi)的信號生成單元和接收單元二者,因此信號生成單元的參數(shù)優(yōu)選地由控制單元設(shè)置,并且那些參數(shù)優(yōu)選地用于獲得DUT的參數(shù)。使用一個單個的電子測量設(shè)備代替上文提及的包括外部信號源的測試裝置,有利地使得更容易地且低損耗地將所施加的信號與所檢索到的信號對準(zhǔn)。
知道所生成的信號的參數(shù)以及還檢索來自DUT的輸出節(jié)點(diǎn)的輸出信號,允許分析DUT及其特定行為。
信號生成單元生成至少在其信號頻率方面可調(diào)節(jié)的信號。因此,可以針對所生成的信號的每個特定可調(diào)的信號頻率獲得DUT的頻率響應(yīng)特性。
接收單元具有寬的輸入帶寬。這允許使用調(diào)制的信號和/或?qū)拵盘?,利用傳統(tǒng)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,這是不可能的。因此,至少一個接收單元是寬帶接收單元且優(yōu)選地被構(gòu)造成示波器輸入通道。這不同于已知的網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備,在已知的網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備中使用具有小帶寬的輸入節(jié)點(diǎn),該輸入節(jié)點(diǎn)高度依賴信號頻率。
利用該發(fā)明構(gòu)思,優(yōu)選地,那些DUT可以被分析,其包括低操作頻率,優(yōu)選地從DC到幾百兆赫。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,控制單元以逐步的方式調(diào)節(jié)信號頻率。優(yōu)選地,步寬是能夠調(diào)節(jié)的。因此,貫穿DUT的頻率范圍的掃描是可行的,其中掃描范圍從預(yù)定義的且預(yù)設(shè)的開始頻率到預(yù)定義的且預(yù)設(shè)的停止頻率。頻率響應(yīng)的準(zhǔn)確度依賴于所生成的信號的可調(diào)信號頻率的預(yù)定義的且預(yù)設(shè)的步寬。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,所生成的信號為準(zhǔn)單頻信號。由于信號生成單元是電子測量設(shè)備的一部分且還利用控制單元來控制,因此特定生成的信號參數(shù)對于電子測量設(shè)備是已知的。因此,可以很容易地獲得所檢索到的信號和所生成的信號之間的比較,并且可以由電子測量設(shè)備提供后續(xù)計算。
DUT的許多電氣性質(zhì)可以使用S參數(shù)來表示,S參數(shù)諸如增益、回波損耗、電壓駐波比(縮寫為VSWR)、電源抑制比(縮寫為PSRR)、共模抑制比(縮寫為CMRR)和/或相位參數(shù)。優(yōu)選地在電子測量設(shè)備中針對每個調(diào)節(jié)的信號值計算那些性質(zhì)。另外,可以從獲得的頻率響應(yīng)得出截止頻率、坡率和/或非線性參數(shù)。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,信號生成單元為任意波形發(fā)生器。該任意波形發(fā)生器被構(gòu)造成數(shù)字信號生成單元且使用存儲在電子測量設(shè)備的存儲部件中的ARB文件。那些ARB文件描述生成所施加的信號所需的幅度值、波形值、調(diào)制方案和頻率值。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,電子測量設(shè)備包括至少一個第二接收單元,其中,該第二接收單元檢索來自DUT的輸入節(jié)點(diǎn)的所施加的所生成的信號。第二接收單元為寬帶第二接收單元且優(yōu)選地被構(gòu)造成示波器輸入通道。使用第二接收單元檢索來自DUT的輸入節(jié)點(diǎn)的所施加的所生成的信號,允許將施加在DUT的輸入節(jié)點(diǎn)處的信號與所檢索到的來自DUT的輸出節(jié)點(diǎn)的信號直接比較,而沒有在使用探針來施加所生成的信號且在測量設(shè)備中內(nèi)部地使用而非從DUT檢索獲得所施加的信號的情況下所施加的電纜損耗或其它失真的影響。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,控制單元通過比較所生成的信號和所檢索到的信號而分析DUT的行為。出于該目的,控制單元優(yōu)選地包括計算單元,諸如專用集成電路或微處理器或信號處理器,以計算從DUT的輸入信號和輸出信號的比較得出的所需的DUT的參數(shù)。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,高阻抗探針被施加至接收單元的輸入節(jié)點(diǎn),其中,高阻抗探針的阻抗高于DUT的輸出節(jié)點(diǎn)的阻抗。該高阻抗探針允許測量來自DUT的對應(yīng)信號,而不影響DUT的信號行為,諸如DUT的不想要的加載。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,控制單元包括校正單元,該校正單元被配置成補(bǔ)償接收單元和被測設(shè)備的輸出節(jié)點(diǎn)之間的阻抗失配。在DUT包括不常見的終止阻抗(例如不同于50歐姆的值)的情況下,這可能是必需的。由于校正單元的校正因子是已知的,因此控制單元能夠校正失配的值,從而獲得DUT的行為。
在替選實(shí)施方式中,DUT的終止與負(fù)載匹配。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,控制單元包括校正單元,該校正單元被配置成補(bǔ)償信號生成單元和被測設(shè)備的輸入節(jié)點(diǎn)之間的阻抗失配。
優(yōu)選地,控制單元被配置成通過針對每個生成的可調(diào)信號值比較所生成的信號和所檢索到的信號而計算增益值和/或相位值。因此,通過掃描可調(diào)的信號頻率,針對DUT的操作頻率獲得DUT的頻率響應(yīng)。因此,通過簡單地從開始頻率范圍值到停止頻率值掃描信號頻率,獲得經(jīng)濟(jì)合算的方法。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,測量設(shè)備包括顯示單元,該顯示單元用于顯示所生成的信號和/或所檢索到的信號和/或從控制單元得到的任何信號。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,顯示單元被配置成顯示頻域中的至少一個信號。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,被測設(shè)備為有源設(shè)備,諸如可切換的衰減設(shè)備或放大器設(shè)備。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中,DUT為無源元件,諸如電感元件、電容元件或電阻元件。因此,測量設(shè)備可以用作LCR計量器,用于測量材料性質(zhì)等。
可替選地,DUT為導(dǎo)電元件,諸如電纜,例如同軸電纜等。優(yōu)選地在傳輸損耗和反射損耗方面分析這樣的電纜。
可替選地,在特定頻率范圍內(nèi),在材料性質(zhì)方面分析DUT。優(yōu)選地,因此在頻譜特征方面分析DUT,該頻譜特征諸如電化學(xué)阻抗頻譜。該參數(shù)可能有用于將電池特征化為優(yōu)選的DUT或者將液體特征化為優(yōu)選的DUT,該液體包括油、血液和生物細(xì)胞。
因此,本發(fā)明的電子測量設(shè)備允許根據(jù)其S參數(shù)分析DUT,該S參數(shù)諸如傳輸系數(shù)或傳輸損耗以及電化學(xué)阻抗,諸如作為頻率的函數(shù)的電容率和電導(dǎo)率。
在本發(fā)明的另一方面中,一種用于操作電子測量設(shè)備的方法包括如下步驟:將所生成的信號施加至DUT的輸入節(jié)點(diǎn),其中,所生成的信號由測量設(shè)備的信號生成單元生成,且其中,通過測量設(shè)備的控制單元,所生成的信號至少在其信號頻率方面是能夠調(diào)節(jié)的。隨后,在測量設(shè)備的接收單元處檢索來自DUT的輸出節(jié)點(diǎn)的輸出信號。此外,通過控制單元將所檢索到的信號與所生成的信號相比較以獲得DUT的參數(shù)。最后,在測量設(shè)備的顯示單元處顯示比較結(jié)果。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,在比較步驟之前應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化過程,其中,該標(biāo)準(zhǔn)化過程包括如下步驟:使連接到接收單元的合適信號探針短路,該合適信號探針用于檢索來自被測設(shè)備的輸出節(jié)點(diǎn)的信號;逐步調(diào)節(jié)所生成的信號的信號值;利用短路的探針測量所檢索到的信號;以及存儲針對每個調(diào)節(jié)的信號值的測量值。
在更優(yōu)選的實(shí)施方式中,在比較步驟之前應(yīng)用測量定義過程,其中,該測量定義過程包括如下步驟:定義測量模式,諸如頻率測量模式或功率測量模式??商孢x地,測量模式定義單端測量模式或差分測量模式以獲得DUT的CMRR。
該測量定義過程還包括設(shè)置信號生成單元的步驟。其中,實(shí)現(xiàn)為開始頻率或停止頻率和/或步寬設(shè)置預(yù)定義的值。
該測量定義過程還包括為所生成的信號設(shè)置可調(diào)值的步驟,該可調(diào)值諸如可調(diào)信號的頻率值或幅度值或相位值。
在更優(yōu)選的實(shí)施方式中,該測量定義過程還包括如下步驟:定義DUT的失配校正值以及定義測量帶寬和均值。
在更優(yōu)選的實(shí)施方式中,該操作方法的比較步驟包括如下步驟:將DUT的失配參數(shù)并入該比較;針對每個調(diào)節(jié)的信號值,從所生成的信號和所檢索到的信號計算增益值;和/或針對每個調(diào)節(jié)的信號值,計算所生成的信號和所檢索到的信號之間的相位值。
附圖說明
在下文中,參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。那些示例性實(shí)施方式不限制本發(fā)明的范圍。在不同附圖中的相同附圖標(biāo)記指示相同的元件或至少相同的功能,除非另有說明。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電子測量設(shè)備的第一示例性實(shí)施方式;
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電子測量設(shè)備的第二示例性實(shí)施方式;
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的電子測量設(shè)備的第三示例性實(shí)施方式;
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的電子測量設(shè)備的第四示例性實(shí)施方式;
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的電子測量設(shè)備的第五示例性實(shí)施方式;
圖6示出說明根據(jù)本發(fā)明的操作方法的流程圖的示例性實(shí)施方式;
圖7示出說明根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)化過程的流程圖的示例性實(shí)施方式;以及
圖8示出說明根據(jù)本發(fā)明的測量定義過程的流程圖的示例性實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
圖1示出連接到DUT 1的根據(jù)本發(fā)明的電子測量設(shè)備2的第一示例性實(shí)施方式。測量設(shè)備2包括信號生成單元3,該信號生成單元3生成信號并將該信號提供到測量設(shè)備2的輸出端。測量設(shè)備2還包括接收單元4,該接收單元4包括輸入節(jié)點(diǎn),測量探針優(yōu)選地連接在該輸入節(jié)點(diǎn)上。測量設(shè)備2還包括控制單元6和顯示單元7。測量設(shè)備2的輸出節(jié)點(diǎn)連接到DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a。DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b連接到測量設(shè)備2的接收單元4,優(yōu)選地借助測量探針(未示出)連接到測量設(shè)備2的接收單元4。DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b優(yōu)選地通過使用具有1兆歐姆以上的阻抗值的測量探針而連接到接收單元4,從而避免對DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b的影響。
為了分析DUT 1,信號生成單元3生成在其信號值方面可調(diào)節(jié)的信號。在DUT 1的特定參數(shù)的頻率響應(yīng)應(yīng)當(dāng)被分析的情況下,可調(diào)節(jié)的信號值可以是信號頻率值。為了調(diào)節(jié)信號值,測量設(shè)備2的控制單元6包括用于掃描信號生成單元3的部件。因此,信號被施加至DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a,該信號的信號頻率在預(yù)定義的步寬(step-width)內(nèi)變化,從而在DUT 1的預(yù)定義的頻率范圍內(nèi)分析頻率響應(yīng)。
在操作條件期間分析DUT 1。因此,信號生成單元3將輸入信號提供到DUT1,該輸入信號被DUT 1處理。DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b提供繼續(xù)的信號,該信號在接收單元4處被檢索到。DUT 1可以還連接到用于供給DUT 1的電壓源(未示出)。相比于測量設(shè)備2的輸入/輸出節(jié)點(diǎn),DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a和輸出節(jié)點(diǎn)1b包括低得多的阻抗值。因此,使用高阻抗的信號探針來檢索信號不影響或改變DUT 1的行為。
通過利用控制單元6來掃描信號生成單元3,現(xiàn)在可以針對每個特定調(diào)節(jié)的信號值獲得DUT 1的特定參數(shù)。控制單元6從接收單元4的檢索到的信號計算這些特定參數(shù)并在顯示單元7中顯示這些參數(shù)。
因此,以此獲得本發(fā)明的測量設(shè)備2,該測量設(shè)備2包括在一個共用的殼體內(nèi)的所有必需的測試裝置部件,尤其是信號源3、接收單元4、控制/計算單元6和顯示單元7。因此,獲得可用于分析DUT 1而無需另外的部件且不影響DUT信號的測量設(shè)備2。被測設(shè)備1優(yōu)選地為運(yùn)算放大器或無源元件,諸如電感器或電容器或電阻器。被分析的參數(shù)優(yōu)選地為在頻域中顯示的增益、相位、CMRR和/或PSRR。
在圖2中示出了本發(fā)明的測量設(shè)備2的第二示例性實(shí)施方式。為了避免不必要的重復(fù),下文中僅更詳細(xì)地描述圖1和圖2之間的區(qū)別。對比于圖1,圖2的測量設(shè)備2包括第二接收單元5。第二接收單元5優(yōu)選地借助信號探針11連接到DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a。第一接收單元4和/或第二接收單元5具有寬帶寬,諸如從0Hz(DC)到例如1GHz或10GHz或甚至100GHz。另外,DUT 1在DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b處以終止元件13終止。而且,畫出了用于將接收單元4與DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b連接的信號探針11。
相比于圖1,在圖2中,測量設(shè)備2也直接從DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a獲得施加至DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a的生成的信號。因此,從用于將來自信號生成單元3的可調(diào)信號施加至DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a的連接電纜獲得的不想要的傳輸損耗未被進(jìn)一步分析且不影響測量設(shè)備2的控制單元6中的計算結(jié)果。因此,根據(jù)圖2的實(shí)施方式比圖1的實(shí)施方式更準(zhǔn)確。如圖2所示,DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b以終止元件13終止。終止元件13優(yōu)選地為50歐姆的電阻器。因此,可以在正常操作條件期間評估DUT 1。
在圖3中示出了本發(fā)明的測量設(shè)備2的第三示例性實(shí)施方式。相比于圖2,在圖3中更詳細(xì)地示出了控制單元6。根據(jù)圖3的控制單元6包括掃描單元9,該掃描單元9被配置成將操作命令提供給信號生成單元3,用于調(diào)節(jié)施加至DUT1的輸入節(jié)點(diǎn)1a的可調(diào)信號值。此外,控制單元6包括計算單元10,該計算單元10從掃描單元9獲得輸入值,以及從接收單元4和第二接收單元5獲得檢索到的信號。計算單元10將檢索到的來自DUT 1的信號與施加至DUT 1的信號相比較,并且優(yōu)選地計算特定參數(shù)。計算單元10將計算結(jié)果提供給顯示單元7。因此,在顯示單元7處顯示計算結(jié)果。
例如,DUT 1是運(yùn)算放大器。被分析的參數(shù)可以是在DUT 1的頻率范圍上的增益值和相位值。因此,分析增益和相位的頻率響應(yīng)。因此,掃描單元9獲得預(yù)定義的開始頻率值、預(yù)定義的停止頻率值、以及用于調(diào)節(jié)施加至DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a的可調(diào)信號的信號頻率的預(yù)定義的步寬值。
第二接收單元5從DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a獲得信號。接收單元4從DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b檢索信號。計算單元10將來自接收單元5的檢索到的信號與來自接收單元4的檢索到的信號相比較,從而針對每個特定調(diào)節(jié)的信號頻率值獲得增益值。該值然后被存儲在測量設(shè)備2的存儲部件中和/或被顯示在顯示單元7上。
在圖3中還示出了DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a和測量設(shè)備2的輸出節(jié)點(diǎn)之間的阻抗失配。在終止元件13的終止阻抗值不同于期望終止值的情況下,阻抗失配出現(xiàn)。因此,需要校正的阻抗值以獲得可用于分析DUT 1的評估結(jié)果。校正值通過在信號生成單元3和DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a之間插入阻抗校正元件12來獲得。由于來自校正元件12的該校正失配阻抗值是已知的,因此可以將該校正失配阻抗值用在控制單元6的校正單元8中以在計算單元10處獲得失配校正值。
在圖4中示出了本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式。DUT包括第一輸入節(jié)點(diǎn)1a和第二輸入節(jié)點(diǎn)1a’,其中,由信號生成單元3和信號生成單元3’生成的信號被施加至第一輸入節(jié)點(diǎn)1a和第二輸入節(jié)點(diǎn)1a’??刂茊卧?包括將命令提供給信號生成單元3的掃描單元9。測量設(shè)備2能夠輸出兩個獨(dú)立信號生成的信號,這兩個信號的相位差為180度。因此,在DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a和輸入節(jié)點(diǎn)1a’處,施加差分信號。在測量設(shè)備2處,在接收單元5處使用差分信號探針11a可以檢索到該差分信號。DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b也提供在接收單元4處借助單端信號探針11檢索到的輸出信號。使用圖4的布置,可以測量在測試規(guī)范內(nèi)分類運(yùn)算放大器所需的共模抑制比。
在圖5中示出了本發(fā)明的第五示例性實(shí)施方式。在下文中,僅闡述根據(jù)圖4的實(shí)施方式與根據(jù)圖5的實(shí)施方式之間的結(jié)構(gòu)差別以避免不必要的重復(fù)。DUT 1也包括第一輸出節(jié)點(diǎn)1b和第二輸出節(jié)點(diǎn)1b’,可以在第一輸出節(jié)點(diǎn)1b和第二輸出節(jié)點(diǎn)1b’上得到DUT 1的差分輸出信號。輸出節(jié)點(diǎn)1b、輸出節(jié)點(diǎn)1b’由終止元件13終止。在測量設(shè)備2處,在接收單元4處使用第二差分信號探針11a可以檢索到DUT 1的該差分輸出信號。使用圖5的布置,可以測量在測試規(guī)范內(nèi)分類運(yùn)算放大器所需的共模抑制比。
現(xiàn)在參照圖6,在示意圖中示出了操作方法的示例性實(shí)施方式。其中,根據(jù)第一步驟S1,需要逐步調(diào)節(jié)信號值。該信號值尤其是頻率值,但替選地,可以是幅度值或相位值。根據(jù)步驟S2,將該調(diào)節(jié)的信號值施加至DUT 1的輸入節(jié)點(diǎn)1a。在步驟S3中,在接收單元4處檢索來自DUT 1的輸出節(jié)點(diǎn)1b的合適輸出信號。根據(jù)步驟S4,在控制單元6中處理施加的信號與檢索到的信號的比較。根據(jù)步驟S5,測試調(diào)節(jié)的信號值是否等于預(yù)定義的端值。例如,如果預(yù)定義100兆赫的停止頻率且逐步調(diào)節(jié)的信號值等于100兆赫,則根據(jù)步驟S5,端值等于信號值,并且在顯示單元7處顯示結(jié)果,參見步驟S6。在端值不等于逐步調(diào)節(jié)的信號值的情況下,根據(jù)預(yù)定義的步寬增大信號值,以及重復(fù)步驟S2、步驟S3和步驟S4。每當(dāng)信號值不等于預(yù)定義的端值時,重復(fù)步驟S1至步驟S5。在操作方法的步驟S6中,在測量設(shè)備2的顯示單元7上顯示根據(jù)步驟S4的比較結(jié)果。
現(xiàn)在參照圖7,示出了在圖6的比較步驟S4之前的標(biāo)準(zhǔn)化過程的示例性實(shí)施方式。因此,在步驟S7中,使連接到各個接收單元4、5的所有的信號探針11、11a短路。在步驟S8中,再次進(jìn)行逐步調(diào)節(jié)信號值。在步驟S9中,測量在接收單元4、接收單元5處檢索到的信號。根據(jù)步驟S10,存儲那些測量值。在調(diào)節(jié)的信號值不等于端值的情況下,參見步驟S11,只要端值不等于調(diào)節(jié)的信號值,則重復(fù)步驟S8至步驟S11。在達(dá)到預(yù)定義的端值的情況下,標(biāo)準(zhǔn)化過程完成。在每個計算過程中使用這些存儲的測量值來使測量設(shè)備2標(biāo)準(zhǔn)化。因此,測量設(shè)備2的內(nèi)部錯誤無法影響比較結(jié)果。
根據(jù)圖8,示出了在根據(jù)圖6的比較步驟S4之前的測量定義過程的示例性實(shí)施方式。其中,在步驟S12中,定義測量模式。測量模式例如為單端測量模式或差分測量模式??商孢x地,測量模式定義需要調(diào)節(jié)的特定信號值,諸如信號頻率、信號幅度或信號相位。
根據(jù)步驟S13,設(shè)置信號生成單元。尤其地,預(yù)定義特定信號值的開始值和停止值,以及調(diào)整特有的步寬。例如,設(shè)置1赫茲的預(yù)定義的開始頻率值。例如,設(shè)置100兆赫的預(yù)定義的停止頻率值。例如,設(shè)置10毫赫的預(yù)定義的步寬,其中不將其它值排除在發(fā)明構(gòu)思以外。
根據(jù)步驟S14,設(shè)置可調(diào)信號值??蛇x地,在步驟S15中,定義失配校正值,在實(shí)現(xiàn)DUT 1與測量設(shè)備2之間的阻抗失配的情況下需要使用該失配校正值。在步驟S16中,預(yù)定義有用于顯示單元7的測量帶寬和均值。
本發(fā)明的測量設(shè)備包括信號生成單元3,該信號生成單元3可以是任意波形發(fā)生器。任意波形發(fā)生器在其信號波形、其信號頻率、其信號幅度、其信號相位和其它信號參數(shù)方面是可調(diào)節(jié)的。
優(yōu)選地,顯示單元7能夠用伯德(bode)圖顯示所獲得的值。
利用該方法,實(shí)現(xiàn)了像LCR計量器的應(yīng)用或阻抗頻譜應(yīng)用。例如,應(yīng)用電化學(xué)阻抗頻譜法來分析電池。例如,應(yīng)用電化學(xué)阻抗頻譜法來分析液體,例如機(jī)油、血液物質(zhì)等。
評估的DUT 1優(yōu)選地為放大器,諸如在預(yù)定義的頻率范圍(諸如DC到幾百兆赫)內(nèi)獲得增益值和相位值的運(yùn)算放大器。可替選地,DUT為無源元件,如過濾元件或電纜或電感元件、電容元件或電阻元件。可替選地,DUT 1為開關(guān)模式的電源(縮寫為SMPS),其中被分析的值為PSRR值??商孢x地,DUT 1為振蕩器,其中使用伯德圖來分類該振蕩器。
本文中所描述、示出和/或要求保護(hù)的所有實(shí)施方式的所有特征可以彼此組合。
盡管上文已描述了本發(fā)明的各個實(shí)施方式,但應(yīng)當(dāng)理解,這些實(shí)施方式僅以示例而非限制的方式被呈現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,可以根據(jù)本文中的公開內(nèi)容對所公開的實(shí)施方式進(jìn)行改變。因此,本發(fā)明的寬廣程度和范圍不應(yīng)當(dāng)受上述任何實(shí)施方式限制。而是,本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)所附權(quán)利要求及其等同物來限定。
盡管已經(jīng)相對于一個或多個實(shí)現(xiàn)說明了本發(fā)明,但是對于閱讀和理解本說明書和附圖的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,等效的變更或修改將發(fā)生。此外,盡管已經(jīng)相對于多個實(shí)現(xiàn)中的僅一個實(shí)現(xiàn)公開了本發(fā)明的特定特征,但是,如任何給定或特定應(yīng)用所期望的或?qū)υ搼?yīng)用有利的,可以將這類特征與其它實(shí)現(xiàn)的一個或多個其它特征組合。