利用一端口測量的自動固件去除的制作方法
【專利說明】利用一端口測量的自動固件去除
【背景技術(shù)】
[0001] 為了利用非同軸接口測量待測試裝置（DUT)的散射參數(shù)（S-參數(shù)），如S11、S21 和S22, DUT典型地安裝在具有同軸接口的測試固件（test fixture)上。這種測試固件不 是電透明的。于是，測試固件必須特征化以確定它的S參數(shù)，使得測試固件的S參數(shù)可以從 測量結(jié)果中解嵌出，以確定DUT本身的S參數(shù)。
[0002] 在實際中，已經(jīng)證實以足夠的精度和可重復(fù)性確定測試固件的S參數(shù)以不損害 DUT的S參數(shù)的精度和可重復(fù)性是一項挑戰(zhàn)。
[0003] 于是，所需要的是一種確定用于測量具有非同軸接口的待測試裝置的測試固件的 S參數(shù)的方式，該方式以不損害確定DUT的S參數(shù)的精度的精度進(jìn)行。
【附圖說明】
[0004] 圖1是示出在此公開的測試固件特征系統(tǒng)的實施例的方塊圖；
[0005] 圖2A是示出在時域內(nèi)操作的測試設(shè)備的實施例輸出的一端口反射測量信號的示 例的曲線圖；
[0006] 圖2B是示出在頻域內(nèi)操作的測試設(shè)備的實施例所輸出的一端口反射測量信號的 示例的曲線圖；
[0007] 圖3A是示出部分地限定第一時間選通的第一選通窗口的實施例的曲線，所述一 端口反射測量信號經(jīng)歷該第一時間選通；
[0008] 圖3B是示出在經(jīng)歷第一時間選通之前和之后的一端口反射測量信號的一部分的 放大視圖的曲線圖；
[0009] 圖4A是示出部分地限定第二時間選通的第二選通窗口的實施例的曲線，所述一 端口反射測量信號經(jīng)歷該第二時間選通；
[0010] 圖4B是示出在經(jīng)歷第二時間選通之前和之后的一端口反射測量信號的一部分的 曲線圖；
[0011] 圖5A至ro是不出選通處理器的簡化實施例的方塊圖；
[0012] 圖6A是示出選通函數(shù)發(fā)生器的實施例的方塊圖；
[0013] 圖6B和6C是分別示出第一選通窗口和第二選通窗口的計算的曲線圖；
[0014] 圖7A和7B是示出第一端口回?fù)p發(fā)生器的實施例的方塊圖；
[0015] 圖7C和7D是分別示出測試固件的實施例的第一端口回?fù)pSll的振幅和相位的對 數(shù)隨頻率的變化的曲線圖；
[0016] 圖8A和8B是示出插入損耗發(fā)生器的簡化實施例的方塊圖；
[0017] 圖8C和8D是分別示出測試固件的實施例的第一端口前向插入損耗S21的振幅和 相位的對數(shù)隨頻率的變化的曲線。
[0018] 圖9A是在其第二端口具有反射終端的測試固件的實施例的信號流動圖；
[0019] 圖9B是示出第二端口回?fù)p發(fā)生器的簡化實施例的方塊圖；
[0020] 圖9C和9D是分別示出測試固件的實施例的第二端口回?fù)pS22的振幅和相位的對 數(shù)隨頻率的變化的曲線圖；
[0021] 圖IOA和IOB是示出第二端口回?fù)p發(fā)生器的一部分的實施例的脈沖響應(yīng)的曲線 圖；
[0022] 圖IOC是示出由圖9B所示的第二端口回?fù)p發(fā)生器確定的第二端口回?fù)p的脈沖響 應(yīng)的示例的曲線圖；
[0023] 圖IOD是示出標(biāo)記有部分地限定第三選通函數(shù)的第三選通窗口的示例的初步第 二端口回?fù)p信號的示例的脈沖響應(yīng)的曲線圖；
[0024] 圖IlA和IlB是示出延遲緩解模塊的簡化實施例的方塊圖，該延遲緩解模塊可加 入到第二端口回?fù)p發(fā)生器，以緩解延遲誤差的效果；
[0025] 圖IlC和IlD是分別示出由具有延遲緩解模塊的第二回?fù)p發(fā)生器的實施例所產(chǎn)生 的測試固件的實施例的第二端口回?fù)pS22的振幅和相位的對數(shù)隨頻率的變化的曲線圖；
[0026] 圖12是示出根據(jù)測量具有第一端口和第二端口的測試固件的測量散射參數(shù)的公 開內(nèi)容的方法的實施例的流程圖；
[0027] 圖13A和13B是示出從第二時間選通的測量信號中導(dǎo)出第一端口反向插入損耗信 號和第一端口前向插入損耗信號的方法的實施例的流程圖；
[0028] 圖14A是示出從第一時間選通的測量信號和第二時間選通的測量信號中導(dǎo)出第 二端口回?fù)p信號的方法的實施例的流程圖；
[0029] 圖14B和14C是示出向第二端口回?fù)p信號施加時間延遲誤差緩解的方法的實施例 的流程圖；
[0030] 圖15A至1?是示出向時域和頻域一端口反射測量信號施加時間選通的方法的實 施例的流程圖；
[0031] 圖16是示出測量具有反射終端的測試固件的散射參數(shù)的方法的實施例的流程 圖，所述測試固件在第二端口處具有不同的反射系數(shù)；
[0032] 圖17是示出測量具有不同端口的測試固件的散射參數(shù)的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0033] 圖1是如在此公開的測試固件特征系統(tǒng)的實施例100的方塊圖。圖1示出連接到 測試固件的實施例10的測試固件特征系統(tǒng)1〇〇,具有非同軸接口的待測試裝置（DUT)可以 連接到該測試固件的實施例10。在所示的實施例中，測試固件10包括具有絕緣表面22的 襯底20。測試固件10另外包括第一端口 30、第二端口 40和從在絕緣表面22上從第一端 口 30延伸到第二端口 40的帶狀線50。襯底20另外包括接地平面（未示出），該接地平面 覆蓋襯底20中的與絕緣表面22相對的表面（未示出）的至少一部分。當(dāng)測試固件10用 于執(zhí)行在DUT (未示出）上的測量時，DUT電連接到第二端口 40。測試固件10不是測試固 件特征系統(tǒng)100的一部分，但是由測試固件特征系統(tǒng)所表征的測試固件。測試固件特征系 統(tǒng)100也可以用于表征具有相對的端口對但另外以與示例性測試固件10不同的方式構(gòu)造 的測試固件。
[0034] 測試固件特征系統(tǒng)100包括測試系統(tǒng)110和散射參數(shù)發(fā)生器（SPG) 120。在所示 的實施例中，測試系統(tǒng)110包括測試設(shè)備112和選通處理器114。在其他實施例中，測試設(shè) 備112包括內(nèi)置選通處理器。測試設(shè)備112包括被測試電纜117連接到測試固件10的第 一端口 30的測試端口 116。
[0035] 測試固件10的第二端口 40端接于反射終端，在118處示意性示出，具有已知的反 射系數(shù)Γ。在實施例中，反射終端118是開路終端或短路終端。開路終端可以通過使第二 端口 40斷開而提供。沒有連接任何元件的第二端口 40可以被認(rèn)為是端接于具有已知反射 系數(shù)的反射終端。短路終端可以通過將第二端口 40直接連接到接地平面24而提供。在另 一實施例中，具有與帶狀線50的特征阻抗不同的特征阻抗的終端連接在第二端口 40和接 地平面24之間以提供反射終端118。例如，在帶狀線50具有50Ω的特征阻抗的實施例中， 具有75 Ω特征阻抗的終端連接在第二端口 40和接地平面24之間。未校準(zhǔn)的終端的反射 系數(shù)可以是已知的或者可以利用測試設(shè)備112或其他適當(dāng)?shù)臏y試設(shè)備（例如，矢量網(wǎng)絡(luò)分 析儀（VNA))來測量。
[0036] 測試系統(tǒng)110在測試固件10的第一端口 30上執(zhí)行一端口反射測量，以產(chǎn)生一端 口反射測量信號0PRMS，并且將所述一端口反射測量信號OPRMS經(jīng)歷時間選通（包括第一時 間選通和不同于第一時間選通的第二時間選通），以產(chǎn)生第一時間選通的測量信號TGMSl 和第二時間選通的測量信號TGMS2。測試系統(tǒng)110將時間選通的測量信號輸出到散射參數(shù) 發(fā)生器120。散射參數(shù)發(fā)生器120從時間選通的測量信號中導(dǎo)出表征測試固件10的一組散 射參數(shù)。在所示的實施例中，測試固件10的第一端口 30和第二端口 40是單端端口，并且 散射參數(shù)發(fā)生器120導(dǎo)出用于測試固件的散射參數(shù)第一端口回?fù)pS11、第一端口反向插入 損耗S12、第一端口前向插入損耗S21和第二端口回?fù)pS22。在另一實施例（未示出）中， 測試固件的第一端口和第二端口是不同的端口，并且散射參數(shù)發(fā)生器120導(dǎo)出用于測試固 件10的差分散射參數(shù)第一端口回?fù)pSddll、第一端口反向插入損耗Sddl2、第一端口前向插 入損耗Sdd21和第二端口回?fù)pSdd22以及共模散射參數(shù)第一端口回?fù)pSccll、第一端口反向 插入損耗Sccl2、第一端口前向插入損耗Scc21和第二端口回?fù)pScc22。
[0037] 在所示的實施例中，散射參數(shù)發(fā)生器120包括輸入端121、第一端口回?fù)p發(fā)生器 122、插入損耗發(fā)生器124和第二端口回?fù)p發(fā)生器126。散射參數(shù)發(fā)生器120在輸入端121 處接收第一時間選通的測量信號TGMSl和第二時間選通的測量信號TGMS2。第一端口回?fù)p 發(fā)生器122從第一時間選通的測量信號TGMSl導(dǎo)出第一端口回?fù)p信號P1RLS。第一端口回 損信號PlRLS表不測試固件10的第一端口 30處的回?fù)p。插入損耗發(fā)生器124從第二時間 選通的測量信號TGMS2和反射終端118的反射系數(shù)中導(dǎo)出雙向插入損耗信號TWILS、第一 端口反向插入損耗信號PlRILS和第一端口前向插入損耗信號P1FILS。雙向插入損耗信號 TWILS、第一端口反向插入損耗信號PlRILS和第一端口前向插入損耗信號PlFILS分別表示 測試固件10的第一端口 30的雙向插入損耗、反向插入損耗和前向插入損耗。第二端口回 損發(fā)生器126從第一端口回?fù)p信號、雙向插入損耗信號、第一端口反向插入損耗信號、第一 端口前向插入損耗信號和反射終端118的反射系數(shù)導(dǎo)出第二回?fù)p信號P2PLS。第二端口回 損信號P2RLS表示測試固件10的第二端口 40的回?fù)p。
[0038] 在測試系統(tǒng)110中，測試設(shè)備112使得測試固件10經(jīng)歷一端口反射測量并向選通 處理器114輸出（或內(nèi)部傳輸）一端口反射測量信號0P