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用于校準(zhǔn)電纜的方法和相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備與流程

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用于校準(zhǔn)電纜的方法和相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備與流程
本申請(qǐng)整體上涉及例如移動(dòng)電話測(cè)試儀等測(cè)量設(shè)備的電纜的校準(zhǔn)。本申請(qǐng)還涉及相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備,例如移動(dòng)電話測(cè)試儀。
背景技術(shù)
:無(wú)線電子設(shè)備通常包括:收發(fā)器電路、天線電路和提供無(wú)線通訊能力的其它射頻電路。在測(cè)試過(guò)程中,被測(cè)無(wú)線電子設(shè)備(DUT)可能各自呈現(xiàn)出不同的性能水平。例如,每個(gè)無(wú)線DUT可能呈現(xiàn)出其自身的輸出功率水平、增益、頻率響應(yīng)、效率、線性、動(dòng)態(tài)范圍等。出于對(duì)射頻電纜路徑損耗的考慮,可以將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)連接到每條電纜以確定其路徑損耗。不過(guò),使用這種方式校準(zhǔn)路徑損耗需要VNA,并且忽略了與測(cè)試裝置相關(guān)聯(lián)的路徑損耗以及在不同測(cè)試臺(tái)中的不同測(cè)試儀器之間可能存在的潛在差異。未能考慮測(cè)試裝置路徑損耗以及不同測(cè)試儀器的行為差異可能導(dǎo)致不一致的測(cè)量數(shù)據(jù)。例如,使用一個(gè)測(cè)試臺(tái)測(cè)量的性能參數(shù)可能偏離使用另一測(cè)試臺(tái)測(cè)量的性能參數(shù)。在US8,903,672B2中,提供一種校準(zhǔn)設(shè)備,用于校準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)中的多個(gè)測(cè)試臺(tái)。每個(gè)測(cè)試臺(tái)包括:測(cè)試單元、測(cè)試裝置和將測(cè)試單元連接到測(cè)試裝置的射頻(RF)電纜。使用控制測(cè)試機(jī)構(gòu)來(lái)校準(zhǔn)與每個(gè)測(cè)試臺(tái)相關(guān)聯(lián)的上行和下行特征(以例如確定與RF電纜和測(cè)試裝置相關(guān)聯(lián)的路徑損耗以及與測(cè)試單元相關(guān)聯(lián)的差異)。所述控制測(cè)試機(jī)構(gòu)以所希望的頻率校準(zhǔn)每個(gè)測(cè)試臺(tái)以生成測(cè)試臺(tái)誤差(偏離)表。每個(gè)測(cè)試臺(tái)的測(cè)試單元各自基于測(cè)試臺(tái)誤差表而獨(dú)立配置,使得在不同測(cè)試臺(tái)之間使偏離最小化,并使得測(cè)試臺(tái)可在產(chǎn)品檢測(cè)過(guò)程中可靠地測(cè)量幾百或幾千個(gè)無(wú)線電子設(shè)備。使用專門(mén)的控制測(cè)試機(jī)構(gòu)來(lái)校準(zhǔn)每個(gè)測(cè)試臺(tái)的電纜損耗。這種專門(mén)的控制測(cè)試機(jī)構(gòu)利用校準(zhǔn)板以連接到每個(gè)測(cè)試臺(tái)的測(cè)試裝置。不過(guò),這種校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)不允許非常準(zhǔn)確的測(cè)量而且還使校準(zhǔn)進(jìn)程變慢。因此,所希望的是:具有一種改進(jìn)的校準(zhǔn)方法以及相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備,因而允許以足夠的精度進(jìn)行校準(zhǔn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:根據(jù)第一方面,本發(fā)明的方法包括:將測(cè)量設(shè)備的至少一個(gè)端口經(jīng)由相應(yīng)電纜連接到第一校準(zhǔn)元件,第一校準(zhǔn)元件優(yōu)選是短路部件,但未必是短路部件。來(lái)自所述測(cè)量設(shè)備的發(fā)送裝置的信號(hào)通過(guò)所述電纜提供給所述第一校準(zhǔn)元件,并且由所述第一校準(zhǔn)元件反射的返回信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)被測(cè)量。測(cè)量由測(cè)量設(shè)備的接收裝置進(jìn)行。而且,相同頻率的信號(hào)從所述發(fā)送裝置通過(guò)基準(zhǔn)路徑提供給所述接收裝置,基準(zhǔn)路徑優(yōu)選是測(cè)量設(shè)備的內(nèi)部路徑,但未必是測(cè)量設(shè)備的內(nèi)部路徑。通過(guò)該基準(zhǔn)路徑測(cè)量基準(zhǔn)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案,對(duì)測(cè)量信號(hào)的測(cè)量和對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)的測(cè)量交替進(jìn)行多次。這種次序可以通過(guò)測(cè)量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)這兩種信號(hào)開(kāi)始。測(cè)量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)均至少測(cè)量?jī)纱?,?yōu)選地測(cè)量多于五次,更優(yōu)選地均測(cè)量多于十次。通過(guò)使測(cè)量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)的測(cè)量步驟交替進(jìn)行,校準(zhǔn)的精度可以顯著提高。這將在下文中詳細(xì)描述本發(fā)明時(shí)得以理解。優(yōu)選地也對(duì)第二校準(zhǔn)元件進(jìn)行以上過(guò)程,第二校準(zhǔn)元件優(yōu)選是開(kāi)路部件,但并非唯一地是開(kāi)路部件。開(kāi)路校準(zhǔn)和短路校準(zhǔn)的組合可以被稱為OS校準(zhǔn)。短路以如下方式理解:在與電纜固定到測(cè)量設(shè)備端口處的端部相反的一端,電纜通過(guò)短路部件終結(jié)。開(kāi)路以如下方式理解:在與電纜固定到測(cè)量設(shè)備端口處的端部相反的一端,電纜開(kāi)路。進(jìn)一步地,優(yōu)選地,還可對(duì)第三校準(zhǔn)元件(例如匹配部件)重復(fù)操作。匹配表示電纜通過(guò)與電纜的系統(tǒng)電阻匹配的電阻器終結(jié),例如50歐姆或75歐姆。這樣的校準(zhǔn)可被稱為OSM校準(zhǔn)(開(kāi)路、短路、匹配)。優(yōu)選地,對(duì)于多個(gè)頻率重復(fù)以上步驟。例如,所述頻率可從起始頻率開(kāi)始步進(jìn)并以結(jié)束頻率結(jié)束,在起始頻率與結(jié)束頻率之間存在多個(gè)頻率。它們之間的頻率可具有相等間距或者其它適合的間距(例如對(duì)數(shù)間距)。更優(yōu)選地,對(duì)測(cè)量信號(hào)的相位和基準(zhǔn)信號(hào)的相位的測(cè)量可以先于對(duì)測(cè)量信號(hào)的幅值的測(cè)量。這是因?yàn)槟M和數(shù)字信號(hào)處理中的濾波器在頻率改變之后需要一些時(shí)間形成穩(wěn)定(不再有瞬態(tài)振蕩)。不過(guò),在此階段中,這些濾波器相對(duì)于相位已經(jīng)穩(wěn)定,但為必相對(duì)于幅值也穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種測(cè)量設(shè)備。這種測(cè)量設(shè)備包括至少一個(gè)端口;電纜,其從外部連接到所述至少一個(gè)端口;發(fā)送裝置,其從內(nèi)部通過(guò)切換裝置連接到所述至少一個(gè)端口;接收裝置,其從內(nèi)部通過(guò)所述切換裝置連接到所述至少一個(gè)端口;基準(zhǔn)路徑,其通過(guò)所述切換裝置連接所述發(fā)送裝置與所述接收裝置。所述切換裝置以一方式交替地切換而使得:在第一狀態(tài),所述發(fā)送裝置和所述接收裝置連接到所述至少一個(gè)端口;而在第二狀態(tài),所述發(fā)送裝置和所述接收裝置經(jīng)由所述基準(zhǔn)路徑連接。優(yōu)選地,所述電纜連接到第一校準(zhǔn)元件和第二校準(zhǔn)元件,其中所述第一校準(zhǔn)元件可以是短路部件,所述第二校準(zhǔn)元件可以是開(kāi)路部件。所述電纜還可連接到第三校準(zhǔn)元件,其中所述第三校準(zhǔn)元件可以是匹配部件(match)。不過(guò),這種第三校準(zhǔn)元件對(duì)于本發(fā)明而言顯然不是必要的。甚至對(duì)本發(fā)明有利的是,可以避免使用第三校準(zhǔn)元件。測(cè)量設(shè)備優(yōu)選地包括信號(hào)分路器,信號(hào)分路器布置在所述切換裝置與所述至少一個(gè)端口之間。如果存在多個(gè)端口,則可對(duì)于每個(gè)端口設(shè)置一個(gè)信號(hào)分路器,或者可設(shè)置公共的信號(hào)分路器以多路復(fù)用到多個(gè)端口。所述信號(hào)分路器優(yōu)選地是電阻分路器,所述電阻分路器優(yōu)選地包括星型構(gòu)造(starconfiguration)的三個(gè)電阻器。優(yōu)選地,所述接收裝置包括:第一選擇裝置(選擇所接收信號(hào)矢量的第一部分)和第一相位平均裝置,以評(píng)估測(cè)量信號(hào)的平均相位。所述測(cè)量信號(hào)是連接到所述電纜的校準(zhǔn)元件所反射的返回信號(hào)。更優(yōu)選地,所述接收裝置包括:第二選擇裝置(選擇所接收信號(hào)矢量的第二部分)和第二相位平均裝置,以評(píng)估基準(zhǔn)信號(hào)的平均相位,所述基準(zhǔn)信號(hào)是由所述發(fā)送裝置經(jīng)由所述基準(zhǔn)路徑提供給所述接收裝置的信號(hào)。所述接收裝置優(yōu)選地還可以包括:減除裝置,其從所述第一相位平均裝置的輸出中減除所述第二相位平均裝置的輸出。所述接收裝置還可包括:幅值(絕對(duì)值)平均裝置,以評(píng)估測(cè)量信號(hào)的平均幅值(magnitude)。進(jìn)一步地,所述接收裝置優(yōu)選地還可包括:倍乘裝置,以將所述幅值平均裝置的輸出與所述減除裝置的虛指數(shù)輸出(imaginareexponentialoutput)相乘。通過(guò)前述裝置,對(duì)電纜損耗的非常有效的計(jì)算可以實(shí)現(xiàn),這將通過(guò)對(duì)本發(fā)明詳細(xì)實(shí)施方案的描述而得到更精確的理解。本發(fā)明的進(jìn)一步的特征、其性質(zhì)和各種優(yōu)點(diǎn)通過(guò)附圖和以下詳細(xì)描述將更加顯見(jiàn)。附圖說(shuō)明在附圖的各圖中,僅通過(guò)例示性方式描述本發(fā)明的實(shí)施例和實(shí)施方案。在附圖中:圖1為示意性示出本發(fā)明的第一實(shí)施方案的方塊圖;圖2為用于解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的電纜損耗的定量評(píng)估的矢量圖;圖3為示出本發(fā)明的第二實(shí)施方案的第一細(xì)節(jié)的方塊圖;圖4為示出根據(jù)第二實(shí)施方案對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)的交替測(cè)量以及對(duì)測(cè)量信號(hào)的幅值的測(cè)量的時(shí)間圖;圖5為示出本發(fā)明的第二實(shí)施方案的第二細(xì)節(jié)的方塊圖;圖6A所示示意圖用于例示出根據(jù)第一實(shí)施方案、當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)的測(cè)量未交替進(jìn)行時(shí)在平均基準(zhǔn)信號(hào)與平均測(cè)量信號(hào)之間的相位差;圖6B所示示意圖用于例示出根據(jù)第二實(shí)施方案、當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)的測(cè)量交替進(jìn)行時(shí)在平均基準(zhǔn)信號(hào)與平均測(cè)量信號(hào)之間的相位差;圖7A示出本發(fā)明的方法的實(shí)施方案的第一部分的流程;和圖7B示出本發(fā)明的方法的實(shí)施方案的第二部分的流程。具體實(shí)施方式本發(fā)明的方法用于校準(zhǔn)例如移動(dòng)電話測(cè)試設(shè)備之類的測(cè)量設(shè)備的電纜。不過(guò),該測(cè)試設(shè)備也可為其它設(shè)備,例如頻譜分析儀或示波器。通常,這些測(cè)量設(shè)備通過(guò)電纜連接到被測(cè)設(shè)備(DUT)。特別地,在高于1GHz的高頻下,這些電纜具有顯著的阻尼(damping,即衰減),即使保持盡可能短時(shí)也是如此。電纜的阻尼可高至12dB。因此,校準(zhǔn)電纜的阻尼因子很重要。來(lái)自這種校準(zhǔn)過(guò)程的結(jié)果的誤差應(yīng)小于1dB。優(yōu)選地,電纜通過(guò)短路而終結(jié),通過(guò)該短路進(jìn)行第一校準(zhǔn)測(cè)量。然后,該電纜通過(guò)開(kāi)路而終結(jié),在這種開(kāi)路構(gòu)造中進(jìn)行第二校準(zhǔn)測(cè)量。優(yōu)選地,這在測(cè)量設(shè)備的工作范圍內(nèi)對(duì)于多個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行。通常,測(cè)量設(shè)備包括發(fā)送裝置和接收裝置。特別地,對(duì)用于測(cè)試移動(dòng)電話的移動(dòng)通信測(cè)試儀而言,發(fā)送裝置和接收裝置的起始相位與通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)電纜時(shí)的情形不同,這是因?yàn)椋喊l(fā)送裝置和接收裝置中的混合器所用的振蕩器之間沒(méi)有相干性。因此,需要測(cè)量發(fā)送裝置的起始相位。根據(jù)本發(fā)明,基準(zhǔn)路徑可在發(fā)送裝置與接收裝置之間交替切換。這優(yōu)選通過(guò)切換裝置進(jìn)行。優(yōu)選地,基準(zhǔn)路徑布置在測(cè)量設(shè)備內(nèi)部。圖1示出本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備的實(shí)施方案的簡(jiǎn)化模型的方塊圖。在這個(gè)方塊圖中,僅示出用于操作本發(fā)明的最基本的元件。所述模型在足以理解本發(fā)明的等效基帶中示出。特別地,所有用于上下變頻的混合器和濾波器均未顯示。本發(fā)明的任務(wù)在于:在基準(zhǔn)過(guò)程中評(píng)估未知電纜阻尼,其中電纜是通過(guò)校準(zhǔn)元件終結(jié)的,特別是校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件例如開(kāi)路部件和短路部件。在等效基帶中的發(fā)送信號(hào)a(k)通過(guò)復(fù)數(shù)矢量描述:在此式中所用符號(hào)描述如下:θ(k)是相對(duì)于接收裝置振蕩器相位的、發(fā)送裝置發(fā)生器的、與時(shí)間相關(guān)的平均自由相位噪聲。θ0是相對(duì)于接收裝置振蕩器的、發(fā)送裝置振蕩器的任意起始相位。應(yīng)注意的是,對(duì)于電纜開(kāi)路終結(jié)時(shí)的測(cè)量和對(duì)于電纜短路終結(jié)時(shí)的測(cè)量而言,這些起始相位θ0是不同的。n(k)是復(fù)合AWGN噪聲(加性高斯白噪聲)。不過(guò),相位噪聲高度主導(dǎo)該噪聲,使得在此不再進(jìn)一步考慮AWGN噪聲且在上式中將其忽略不計(jì)。圖1示出本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備的非常簡(jiǎn)化的實(shí)施方案。在等效基帶中示出該實(shí)施方案。發(fā)送裝置2將復(fù)合發(fā)送信號(hào)a(k)(其在數(shù)字域中在樣本點(diǎn)k處被限定)通過(guò)切換裝置3的第一部分3a、通過(guò)信號(hào)分路器4、并通過(guò)端口6傳送到電纜5中。實(shí)際上,這是圖1中所示第一狀態(tài)“Meas”處的情況。在端部7,電纜5優(yōu)選地在第一遍測(cè)試中通過(guò)短路終結(jié),而在第二遍測(cè)試中通過(guò)開(kāi)路終結(jié)。不過(guò),電纜5也可通過(guò)其它校準(zhǔn)元件例如匹配件(match)或特定的錯(cuò)配件(dismatch)而終結(jié)。波在開(kāi)路校準(zhǔn)元件處被反射且沒(méi)有相位改變,在短路校準(zhǔn)元件處也被反射且相位偏移180°。反射波然后將通過(guò)電纜5、并通過(guò)分路器4的其它分支以及通過(guò)切換裝置3的第二部分3b而回傳至接收裝置8中。在圖1中所示實(shí)施方案中,信號(hào)分路器4是電阻分路器,具有呈星型構(gòu)造(starconfiguration)的三個(gè)電阻器。第一電阻器4a通過(guò)切換裝置3的第一部分3a連接到發(fā)送裝置2。第二電阻器4b通過(guò)切換裝置3的第二部分3b連接到接收裝置8。優(yōu)選地,在第一電阻器4a和第二電阻器4b中,所述波受到6dB的阻尼。第三電阻器4c通過(guò)端口6連接到電纜5。優(yōu)選地,所述波在第三電阻器4c中在每個(gè)方向(前向和后向)上受到3dB的阻尼,使得當(dāng)向前方向和向后方向一起考慮時(shí),所述波在第三電阻器4c中總共也受到6dB阻尼。在電纜5中,所述波在每個(gè)方向上受到xdB的阻尼。測(cè)量的任務(wù)在于:獲得這種電纜阻尼x的值。途徑電阻器4a和4b的路徑具有運(yùn)行時(shí)間ΤMeas,并具有12dB的阻尼。通過(guò)端口6的信號(hào)沿向前方向a→具有額外運(yùn)行時(shí)間Τcable。a→=3dB+x[dB](2)x[xdB]即為在此關(guān)注的電纜阻尼。所述波沿向后方向a←被額外阻尼,使得途徑所述端口的波具有的總阻尼為:a↔=2·a→[dB]---(3)]]>為了測(cè)量未知的起始相位θ0,由發(fā)送裝置2發(fā)送的發(fā)送信號(hào)通過(guò)基準(zhǔn)路徑9被直接發(fā)送到接收裝置8。在此情況下,切換裝置3處于標(biāo)記為“Ref”的第二狀態(tài)。在下文中,指出不需要未知的運(yùn)行時(shí)間TMeas和Tcable來(lái)評(píng)估電纜阻尼。對(duì)于任意頻率ωV,考慮開(kāi)路測(cè)量和短路測(cè)量。發(fā)送信號(hào)具有任意起始相位并可限定如下:a(k)=exp(j[θ(k)+θ0{Open}])@Openexp(j[θ(k)+θ0{Short}])@Short---(4)]]>通過(guò)運(yùn)行時(shí)間,形成以下相位:在接收裝置8中,接收以下基準(zhǔn)信號(hào):在接收裝置8中,還接收以下測(cè)量信號(hào):在理想情況下,同時(shí)接收基準(zhǔn)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)。這在下文中假定作為假設(shè)條件,使得更易于理解測(cè)量原理。首先,未知的起始相位θ0通過(guò)測(cè)量基準(zhǔn)信號(hào)而被消除。對(duì)于開(kāi)路測(cè)量,我們得到:對(duì)于短路測(cè)量,我們得到:在圖2中,這些矢量以圖形形式示出。從圖2中可易于獲得:由兩個(gè)矢量可計(jì)算出阻尼的絕對(duì)值(幅值)。由這兩個(gè)估計(jì)值的系數(shù),可獲得在向前方向和向后方向上的阻尼如下:a^↔=|c{Meas,Open}(k)-c{Meas,Short}(k)c{Meas,Open}(k)+c{Meas,Short}(k)|---(10)]]>通過(guò)將此結(jié)果代入式(3)和(2)中,我們得到電纜阻尼如下:x^[dB]=a^↔[dB]2-3dB---(11)]]>在圖1的實(shí)施方案中,當(dāng)電纜5的終結(jié)從短路部件切換到開(kāi)路部件、或者相反之前,首先測(cè)量基準(zhǔn)信號(hào)的所有樣本然后測(cè)量測(cè)量信號(hào)的所有樣本,或者相反。不過(guò),如果在此期間這種起始相位顯著偏移,則會(huì)存在可能相當(dāng)大的測(cè)量誤差。在下文中,描述改進(jìn)的第二實(shí)施方案。在圖3中所示的改進(jìn)實(shí)施方案中,切換裝置3周期性切換,使得對(duì)測(cè)量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)的樣本的測(cè)量在整個(gè)測(cè)量周期過(guò)程中交替多次。對(duì)于接收裝置8,在圖3中示出數(shù)字低通8a和存儲(chǔ)裝置8b。其它部件與圖1的實(shí)施方案相同。在測(cè)量過(guò)程中,切換裝置3對(duì)于區(qū)塊長(zhǎng)度(blocklength)KBlock·Ta進(jìn)行切換。在每次切換之后,具有脈沖響應(yīng)hTP(K)的接收裝置8的低通8a需要一些時(shí)間以獲取(不再有瞬態(tài)振蕩)。一旦模擬硬件在切換之后穩(wěn)定,則測(cè)量值b(k)可開(kāi)始被獲取并可存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置8b中。圖4示出在一個(gè)單頻點(diǎn)處的開(kāi)路測(cè)量或短路測(cè)量的時(shí)序。圖中示出由接收裝置8所接收的信號(hào)的幅值|b(t)|。首先,模擬硬件需要在新的頻點(diǎn)上穩(wěn)定。然后,開(kāi)始獲取復(fù)值b(k),所述復(fù)值在圖4中由相應(yīng)的點(diǎn)表示。在圖4中所示的示例中,以具有區(qū)塊長(zhǎng)度KBlock的基準(zhǔn)信號(hào)的一組樣本開(kāi)始測(cè)量。然后,測(cè)量發(fā)生切換以獲取具有相同區(qū)塊長(zhǎng)度KBlock的測(cè)量信號(hào)的一系列樣本。在所示實(shí)施方案中區(qū)塊長(zhǎng)度是相同的,但未必都是這種情況。在切換時(shí),在能夠使用有效樣本來(lái)估計(jì)電纜阻尼之前,需要等待特定數(shù)量的樣本KAkqu,在所述特定數(shù)量的樣本KAkqu期間使接收低通8a穩(wěn)定化。有效樣本在圖4中以kRef和kMeas表示。這些樣本值用于以下算法中,以估計(jì)電纜阻尼的大小。當(dāng)已獲取到測(cè)量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)的樣本時(shí),模擬硬件可能還沒(méi)有穩(wěn)定。不過(guò),幅值的穩(wěn)定時(shí)間比相位的穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)得多。因此,開(kāi)始獲取用于相位估計(jì)的值可早于獲取用于幅值估計(jì)的樣本。這將節(jié)省測(cè)量時(shí)間。在圖4中,標(biāo)簽10指示新頻率的測(cè)量開(kāi)始。標(biāo)簽11指示模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)起動(dòng)。標(biāo)簽12指示在基準(zhǔn)信號(hào)Ref的測(cè)量與測(cè)量信號(hào)Meas的測(cè)量之間的切換點(diǎn)。如前所述,優(yōu)選的是:具有額外區(qū)間13,其中不僅數(shù)字濾波器達(dá)到穩(wěn)定而且模擬硬件也達(dá)到穩(wěn)定,用于對(duì)測(cè)量信號(hào)Meas的幅值進(jìn)行測(cè)量。在區(qū)間14中,模擬硬件通常穩(wěn)定在新的測(cè)量頻率上。不過(guò),可能發(fā)生的是:精度已不足以測(cè)量出測(cè)量信號(hào)Meas的幅值。因此,合理的是等待至?xí)r間區(qū)間13以進(jìn)行幅值測(cè)量。k|Meas|是穩(wěn)定后的基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間索引。現(xiàn)在,描述改進(jìn)的、對(duì)電纜阻尼的估計(jì)算法。變量x用于區(qū)別開(kāi)路和短路。輸入矢量v_b包括在一個(gè)頻率下的一個(gè)測(cè)量的所有樣本b(k)。它們?cè)趫D4中以點(diǎn)示出。圖5示出將算法付諸實(shí)施的實(shí)施方案的方塊圖。矢量v_b被提供給第一選擇裝置20以選擇測(cè)量信號(hào)的樣本v_b的第一部分v_bMeas。第一選擇裝置20之后是第一相位平均裝置21,用于評(píng)估測(cè)量信號(hào)的平均相位ΨMeas。接收裝置8還包括第二選擇裝置23以選擇基準(zhǔn)信號(hào)的樣本v_bRef。第二選擇裝置23之后是第二相位平均裝置24。為了評(píng)估基準(zhǔn)信號(hào)的平均相位ΨRef,相位值可估計(jì)如下:ψRef=arg{b^{Ref,x}}]]>ψMeas=arg{b^{Meas,x}},---(12)]]>在減除裝置25中計(jì)算出相位差ΨMeas-ΨRef。指數(shù)裝置6計(jì)算相位差的虛指數(shù)值(imaginareexponentialvalue)。進(jìn)一步地,接收裝置8包括第三選擇裝置27以選擇圖4中所示區(qū)間13中的樣本值,用于估計(jì)測(cè)量信號(hào)的幅值。第三選擇裝置27之后是幅值平均裝置28,用于評(píng)估測(cè)量信號(hào)Meas的平均幅值在圖5中所示實(shí)施方案中,存在切換器29以在由第一選擇裝置20提供的值和由第三選擇裝置27提供的值之間進(jìn)行選擇。這樣,根據(jù)切換器29,可基于常規(guī)Meas值計(jì)算幅值或者通過(guò)圖4中所示區(qū)間13中的特定Meas值計(jì)算幅值。根據(jù)式(8)和(9),測(cè)量信號(hào)Meas中的未知起始相位需要使用下式利用基準(zhǔn)信號(hào)Ref消除:c^{Meas,x}=b^{Meas,x}·exp(-jarg{b^{Ref,x}})---(13).]]>通過(guò)代入式(12),獲得下式:c^{Meas,x}=|b^{Meas,x}|·exp(jarg{b^{Measf,x}})·exp(-jarg{b^{Ref,x}})=|b^{Meas,x}|·exp(jψMeas)·exp(-jψRef)=|b^{Meas,x}|·exp(j(ψMeas-ψRef))=|b^{Meas,x}|·exp(jψ)---(14).]]>為了在此式中進(jìn)行倍乘,可以使用倍乘裝置30,如圖5中所示。利用式(10),可獲得向前和向后阻尼如下:a^↔=|C^{Meas,Open}-c^{Meas,Short}c^{Meas,Open}+c^{Meas,Short}|---(15).]]>通過(guò)將結(jié)果代入式(11)中,最后可計(jì)算出電纜阻尼如下:x^[dB]=a^↔[dB]2-3dB---(16).]]>圖6A例示出如圖1中所示的本發(fā)明第一實(shí)施方案的測(cè)量方案。在此基本實(shí)施方案中,對(duì)已傳播通過(guò)基準(zhǔn)路徑9的基準(zhǔn)信號(hào)Ref的測(cè)量、以及對(duì)已傳播通過(guò)分路器4、端口6、電纜5并已被開(kāi)路或短路反射且已通過(guò)電纜5、端口6和分路器4向回傳播的測(cè)量信號(hào)Meas的測(cè)量依次進(jìn)行。這意味著:首先測(cè)量基準(zhǔn)信號(hào)Ref的所有值,然后獲取測(cè)量信號(hào)Meas的所有值。不過(guò),如果存在相位差(其為發(fā)送裝置2中的振蕩器的相位與接收裝置8的振蕩器的相位之差)偏移θ(t),則存在相當(dāng)大的測(cè)量誤差,如圖6A中所示。在圖6A中,假定這種相位偏移θ(t)相對(duì)于時(shí)間t呈線性。進(jìn)行這種假定是為簡(jiǎn)化。當(dāng)然,也可能發(fā)生其它相位偏移。在圖6A中示出基準(zhǔn)信號(hào)Ref的平均值Ref和測(cè)量信號(hào)Meas的平均值Meas,圖中顯見(jiàn)的是:差值Δθ0相當(dāng)大。圖6B示出相同情形,不過(guò)針對(duì)的是圖3、圖4和圖5的改進(jìn)實(shí)施方案的方案。如前所述,這兩個(gè)實(shí)施方案之間的主要差別在于:在改進(jìn)實(shí)施方案中,所述測(cè)量總是在基準(zhǔn)信號(hào)Ref的測(cè)量與測(cè)量信號(hào)Meas的測(cè)量之間交替進(jìn)行。假定具有相同的線性相位偏移。從圖6B中顯見(jiàn)的是:相位偏移θ(t)的差值Δθ0與圖6A的情形相比要小得多,這是因?yàn)椋嚎偸窃诨鶞?zhǔn)信號(hào)Ref的測(cè)量與測(cè)量信號(hào)Meas的測(cè)量之間進(jìn)行切換。圖7A示出本發(fā)明的方法的第一部分的流程圖。在第一步驟S1中,第一校準(zhǔn)元件(例如短路部件)連接到測(cè)量設(shè)備1的至少一個(gè)端口。實(shí)際頻率f在步驟S2中被設(shè)定至起始頻率fstart。在步驟S3中,具有實(shí)際頻率f的信號(hào)從測(cè)量設(shè)備1的發(fā)送裝置2被提供給第一校準(zhǔn)元件,而測(cè)量信號(hào)Meas(其為被第一校準(zhǔn)元件反射的返回信號(hào))由測(cè)量設(shè)備1的接收裝置8測(cè)量。在步驟S4中,具有實(shí)際頻率f的信號(hào)從發(fā)送裝置2通過(guò)測(cè)量設(shè)備1的基準(zhǔn)路徑9提供給接收裝置8,通過(guò)所述基準(zhǔn)路徑9測(cè)量基準(zhǔn)信號(hào)Ref。在步驟S5中,檢查實(shí)際頻率是否已達(dá)到結(jié)束頻率fend。如否,則實(shí)際頻率f在步驟S6中以增量Δf遞增,重復(fù)步驟S3和S4,只要實(shí)際頻率f達(dá)到結(jié)束頻率fend。如是,則算法行進(jìn)到第二部分。圖7B顯示出本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方案的第二部分。在步驟S7中,第二校準(zhǔn)元件(例如開(kāi)路部件)連接到測(cè)量設(shè)備1的至少一個(gè)端口。實(shí)際頻率在步驟S8中被設(shè)定至起始頻率fstart。在步驟S9中,具有實(shí)際頻率f的信號(hào)從測(cè)量設(shè)備1的發(fā)送裝置2被提供給第二校準(zhǔn)元件,而測(cè)量信號(hào)Meas(其為被第一校準(zhǔn)元件反射的返回信號(hào))由測(cè)量設(shè)備1的接收裝置8測(cè)量。在步驟S10中,實(shí)際頻率f的信號(hào)從發(fā)送裝置2通過(guò)測(cè)量設(shè)備1的基準(zhǔn)路徑9提供給接收裝置8,通過(guò)所述基準(zhǔn)路徑9測(cè)量基準(zhǔn)信號(hào)Ref。在步驟S11中,檢查實(shí)際頻率是否已達(dá)到結(jié)束頻率fend。如果未達(dá)到,則實(shí)際頻率f在步驟S12中以增量Δf遞增,重復(fù)步驟S9和S10,直到實(shí)際頻率f達(dá)到結(jié)束頻率fend。如果已達(dá)到,則算法結(jié)束。本發(fā)明的方法和設(shè)備存在多種優(yōu)點(diǎn)。電纜阻尼能夠以極高精度獲得。電纜阻尼能夠作為頻率的函數(shù)獲得。阻尼值在測(cè)量設(shè)備1內(nèi)直接可得,不需要進(jìn)行外部測(cè)量,例如通過(guò)矢量分析儀進(jìn)行測(cè)量。這樣,電纜5不需與測(cè)量設(shè)備1斷開(kāi)連接。不需要諸如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀之類的其它測(cè)量設(shè)備。能夠容易地探測(cè)到損壞的電纜和連接器。當(dāng)進(jìn)行校準(zhǔn)過(guò)程時(shí),包括短路部件和開(kāi)路部件、且優(yōu)選地還可包括匹配部件的電路板可與測(cè)量設(shè)備1連接,而不是與被測(cè)設(shè)備連接。電路板可具有與被測(cè)設(shè)備相同的物理尺寸和比例??稍趥魉蛡?cè)進(jìn)行校正??缮山魄€。可以形成在已經(jīng)對(duì)其執(zhí)行本發(fā)明測(cè)量的頻率值之間的近似值。在本發(fā)明的范圍內(nèi),在以上說(shuō)明中描述的、在所附權(quán)利要求書(shū)中要求保護(hù)的、或在附圖中繪出的所有特征可以組合。雖然本發(fā)明的各種實(shí)施例已經(jīng)在上文中描述,不過(guò)應(yīng)理解,它們僅為示例性的,而不是限制性的。在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,可根據(jù)在此所公開(kāi)內(nèi)容對(duì)所公開(kāi)實(shí)施例進(jìn)行多種改變。這樣,本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)局限于任意上述實(shí)施例。相反地,本發(fā)明的范圍應(yīng)根據(jù)所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同方案限定。雖然本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行例示和描述,不過(guò)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,在閱讀和理解本專利文件和附圖之后,將會(huì)有等同變化方案和改造方案。此外,雖然本發(fā)明的具體特征對(duì)于多個(gè)實(shí)施方案中的僅一個(gè)進(jìn)行了公開(kāi),不過(guò)如果對(duì)任何給定或具體的應(yīng)用而言可能是需要的或有利的,則這樣的特征可與其它實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)其它特征進(jìn)行組合。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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