背景技術(shù)：

測量儀用于測試和分析來自電氣電子設(shè)備和系統(tǒng)的信號。這種測量儀的示例包括譜分析儀和矢量信號分析儀，其可用于表征rf、微波和/或毫米波頻譜中信號的頻率和/或相位響應(yīng)。

校準(zhǔn)是這種測量儀的重要特性。即，當(dāng)使用這種測量儀測量信號(例如，待測設(shè)備(dut)的輸出信號)的特性(例如，頻率響應(yīng))時，重要的是獲知測量儀的測量通道的幅值和相位響應(yīng)。在一些情況下，獲知測量通道正在測量儀的指定參數(shù)內(nèi)工作(例如，作為頻率函數(shù)的幅值和相位響應(yīng)在跨越指定頻率跨度或范圍上處于某個指定范圍或容限內(nèi))可能就足夠了。在其他情況下，可能期望獲知測量儀的當(dāng)前工作參數(shù)–例如，在跨越指定頻率跨度或范圍上作為頻率函數(shù)的幅值和相位響應(yīng)–使得來自測量通道中理想特性的任何導(dǎo)數(shù)可以在進(jìn)行信號測量時得到補(bǔ)償。

特別是，若干種技術(shù)已經(jīng)用于將幅值相位線性度表征為零跨度、數(shù)字(非掃描)模式下工作的寬帶寬譜分析儀的信號處理通道的頻率的函數(shù)。

在一種已知技術(shù)中，基帶方波基準(zhǔn)信號路由到分析儀的rf輸入端，該分析儀調(diào)諧到0hz中心頻率，并且同相/正交相(i/q)波形由分析儀內(nèi)部的中頻(if)數(shù)字儀進(jìn)行捕獲。通過后處理i/q記錄，分析儀的if通道的相位幅值通道響應(yīng)可以得到測量，并且在期望的情況下可用于平直度補(bǔ)償。然而，這種技術(shù)有一些缺點(diǎn)和限制。首先，這種技術(shù)僅在分析儀設(shè)置到其低波段if路徑的情況下進(jìn)行測量。然而，分析儀可能具有多個if路徑。因此，這種技術(shù)只能測量分析儀的最低頻外差混頻波段。其次，該測量僅捕獲信號rf頻率(0hz)上的相位幅值頻率響應(yīng)。

另一已知技術(shù)涉及將載波(cw)路由到分析儀的rf輸入端，將分析儀調(diào)諧到cw中心頻率，并且在跨域感興趣的頻率跨度上線性地掃描分析儀的本地振蕩器(lo)。lo信號的掃描在if帶寬上依次促使cw信號被掃描，并且這種掃描可由分析儀的if數(shù)字儀加以捕獲，并且可以對所得到的i/q記錄進(jìn)行后處理，以計算出分析儀的if通道的相位幅值通道響應(yīng)。然而，這種技術(shù)也有一些缺點(diǎn)和限制。首先，這種技術(shù)要求lo掃描和數(shù)字儀i/q捕獲之間的準(zhǔn)確時間對準(zhǔn)。這種對準(zhǔn)由于lo掃描的任何非線性也遭受相位誤差。此外，在分析儀進(jìn)行信號(例如，dut的輸出信號)的寬帶頻率測量的正常“使用”中，lo在數(shù)字儀于if通道上捕獲if信號時處于固定的頻率。然而，由于lo未加以固定而是在通道測量過程期間被掃描，因此，頻率響應(yīng)誤差由于lo頻率的變化而引入到通道測量。

還有另一種已知技術(shù)采用沖激發(fā)生器，如u9391combgenerator，其可以經(jīng)rf基準(zhǔn)信號(通常為10mhz)的驅(qū)動而形成梳狀信號，所述梳狀信號具有擁有已知相位幅值特性的等間距音調(diào)(tone)的頻譜。這種梳狀信號路由到分析儀的rf輸入端，分析儀在零跨度模式下調(diào)諧到期望的中心頻率，并且i/q波形由分析儀的內(nèi)部if數(shù)字儀加以捕獲。通過將i/o記錄進(jìn)行后處理，可以測量出分析儀的if的相位幅值通道響應(yīng)。然而，這種技術(shù)也有一些缺點(diǎn)或限制。首先，隨著分析儀中心頻率增加，梳狀諧波的功率水平在很大程度上降低。測量出的信號的低信噪比使得測量的再現(xiàn)性惡化。其次，用以增加梳狀信號的更高頻率諧波的功率水平的信號放大促使梳狀發(fā)生器消耗更多的功率。例如，型號為u9391g的梳狀發(fā)生器在67ghz上使用13瓦生成-85dbm的音調(diào)。

令人期望的是提供一種技術(shù)，用于將幅值相位線性度表征為信號處理通道的頻率的函數(shù)，例如，譜分析儀或矢量信號分析儀的信號處理通道(例如，if通道)，其可以避免現(xiàn)有技術(shù)的一些或全部缺點(diǎn)或限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明內(nèi)容部分用于以簡單的方式介紹以下在具體實(shí)施方式部分進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。本發(fā)明內(nèi)容部分并非旨在標(biāo)識所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也并非旨在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種方法包括：將具有rf載波的rf載波信號提供給異或門的第一輸入端；將具有方波頻率的方波信號施加給所述異或門的第二輸入端；從所述異或門輸出包括所述方波信號調(diào)制的rf載波信號的二進(jìn)制相移鍵控信號；將bpsk信號施加給測量儀的rf輸入端，并且使所述bpsk信號經(jīng)過所述測量儀的測量通道；在所述測量儀中確定所述測量儀的測量通道輸出的bpsk信號的同相(i)和正交相(q)時間記錄；求取所述i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)；找到所述i和q時間記錄中的最高沖激響應(yīng)，并且循環(huán)旋轉(zhuǎn)所述i和q時間記錄，使得所述最高沖激響應(yīng)出現(xiàn)在時間零處；求取循環(huán)旋轉(zhuǎn)的i和q時間記錄的快速傅里葉變換，僅保留所述方波頻率的各諧波和各頻率處的fft數(shù)據(jù)；針對方波信號的頻率特性校正所述fft數(shù)據(jù)的幅值，以獲得所述測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)；在測量出的頻率跨度上，展開幅值校正的fft數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)；求取展開的幅值校正的fft數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)，并去除任何殘余組延遲偏移量，以獲得所述測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)；以及對所述組延遲響應(yīng)積分，以獲得所述測量通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括：使所述測量儀的測量通道的中心頻率偏移所述方波頻率的一分?jǐn)?shù)，其中，所述分?jǐn)?shù)大于0且小于1；并且在求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)之前，將所述i和q時間記錄頻率旋轉(zhuǎn)所述方波頻率的所述分?jǐn)?shù)的相反數(shù)。

在這些實(shí)施例的一些版本中，所述方波頻率的分?jǐn)?shù)是所述方波頻率的四分之一。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括：在顯示設(shè)備上顯示以下至少之一：所述測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括：在顯示設(shè)備上顯示所述測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述rf載波信號和方波信號提供給異或門，并且所述異或門利用方波信號調(diào)制rf載波信號，其在測量儀內(nèi)部。

在這些實(shí)施例的一些版本中，所述測試儀是矢量信號分析儀。

在一些實(shí)施例中，使所述bpsk信號經(jīng)過所述測量儀的測量通道包括：將所述bpsk信號下轉(zhuǎn)換到中頻(if)通道；數(shù)字化所述if通道以產(chǎn)生所述i和q時間記錄。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種系統(tǒng)包括異或門，具有：第一輸入端，其配置為接收具有rf載波頻率的rf載波信號，第二輸入端，其配置為接收具有方波頻率的方波信號，輸出端，其配置為輸出包括所述方波信號調(diào)制的rf載波信號的二進(jìn)制相移鍵控(bpsk)信號；測量通道，其具有輸入端和輸出端，其中，連接該輸入端以接收bpsk信號，并且測量通道配置為在該輸出端提供bpsk信號的同相(i)和正交相(q)時間記錄；獲取存儲器，其配置為接收并在其中存儲所述i和q時間記錄；數(shù)字信號處理器。所述數(shù)字信號處理器，其配置為：求取所述i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)；找到所述i和q時間記錄中的最高沖激響應(yīng)，并且循環(huán)旋轉(zhuǎn)所述i和q時間記錄，使得所述最高沖激響應(yīng)出現(xiàn)在時間零處；求取循環(huán)旋轉(zhuǎn)的i和q時間記錄的快速傅里葉變換，僅保留所述方波頻率的各諧波和各頻率處的fft數(shù)據(jù)；針對方波信號的頻率特性校正所述fft數(shù)據(jù)的幅值，以獲得所述測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)；在測量出的頻率跨度上，展開幅值校正的fft數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)；求取展開的幅值校正的fft數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)，并去除任何殘余組延遲偏移量，以獲得所述測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)；對所述組延遲響應(yīng)積分，以獲得所述測量通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述數(shù)字信號處理器包括其中存儲了指令的數(shù)字微處理器和存儲器，以促使所述微處理器處理所述i和q時間記錄，從而獲得所述測量通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述數(shù)字信號處理器進(jìn)一步配置為：使所述測量通道的中心頻率偏移所述方波頻率的一分?jǐn)?shù)，其中，所述分?jǐn)?shù)大于0且小于1；在求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)之前，將所述i和q時間記錄頻率旋轉(zhuǎn)所述方波頻率的所述分?jǐn)?shù)的相反數(shù)。

在這些實(shí)施例的一些版本中，所述方波頻率的分?jǐn)?shù)是所述方波頻率的四分之一。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括：顯示設(shè)備，其配置為顯示以下至少之一：所述測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括：顯示設(shè)備，其配置為顯示所述測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括矢量信號分析儀。

在一些實(shí)施例中，所述測量通道包括：下轉(zhuǎn)換器，其配置為將所述bpsk信號下轉(zhuǎn)換到中頻(if)通道；數(shù)字化器，其配置為數(shù)字化所述if通道以產(chǎn)生所述i和q時間記錄。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種系統(tǒng)，包括：異或門，具有：第一輸入端，其配置為接收具有rf載波頻率的rf載波信號，第二輸入端，其配置為接收具有方波頻率的方波信號，輸出端，其配置為向待測試的信號處理通道輸出包括所述方波信號調(diào)制的rf載波信號的二進(jìn)制相移鍵控(bpsk)信號；數(shù)字信號處理器，其配置為從所述信號處理通道接收所述信號處理通道響應(yīng)于所述bpsk信號產(chǎn)生的同相(i)和正交相(q)數(shù)據(jù)，并且處理所述i和q數(shù)據(jù)，以確定作為頻率函數(shù)的信號處理通道的幅值響應(yīng)和相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述數(shù)字信號處理器配置為以如下方式處理所述i和q數(shù)據(jù)：求取作為時間函數(shù)的所述i和q數(shù)據(jù)的導(dǎo)數(shù)；找到所述i和q數(shù)據(jù)中的最高沖激響應(yīng)，并且循環(huán)旋轉(zhuǎn)所述i和q數(shù)據(jù)，使得所述最高沖激響應(yīng)出現(xiàn)在時間零處；求取循環(huán)旋轉(zhuǎn)的i和q時間記錄的傅里葉變換，僅保留所述方波頻率的各諧波和各頻率處的頻域數(shù)據(jù)；針對方波信號的頻率特性校正所述頻域數(shù)據(jù)的幅值，以獲得信號處理通道的幅值響應(yīng)；在測量出的頻率跨度上，展開幅值校正的頻域數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)；求取展開的幅值校正的頻域數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)，并去除任何殘余組延遲偏移量，以獲得所述信號處理通道的組延遲響應(yīng)；對所述組延遲響應(yīng)積分，以獲得所述信號處理通道的相位響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述信號處理通道進(jìn)一步配置為使所述測量通道的中心頻率偏移所述方波頻率的一分?jǐn)?shù)；在求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)之前，將所述i和q時間記錄頻率旋轉(zhuǎn)所述方波頻率的所述分?jǐn)?shù)的相反數(shù)。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括：顯示設(shè)備，其配置為顯示以下至少之一：所述測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)、所述測量儀的測量通道的相位響應(yīng)。

附圖說明

所公開主題的圖示性實(shí)施方式將會通過參照附圖得到最佳的理解，其中，同樣的部分自始至終用同樣的附圖標(biāo)記加以表示。

圖1是用于測量一測量儀的信號處理通道的幅值和相位響應(yīng)的配置的一個實(shí)施例的簡化功能框圖。

圖2是譜分析儀的示例的簡化框圖。

圖3圖示譜分析儀的數(shù)字中頻(if)通道的示例實(shí)施例。

圖4示出測量儀響應(yīng)于bpsk信號產(chǎn)生的一些示例波形。

圖5圖示使用bpsk測試信號測量出的測量儀的信號處理通道的幅值響應(yīng)、組延遲響應(yīng)和相位響應(yīng)的示例繪圖。

圖6圖示在頻率上相對于測量通道的中心平移的bpsk信號的頻譜。

圖7a圖示根據(jù)一方法的示例實(shí)施例的示例信號處理通道的幅值線性度測量的再現(xiàn)性，所述方法表征作為頻率函數(shù)的信號處理通道的幅值相位響應(yīng)，圖7b圖示該示例信號處理通道的相位線性度測量的再現(xiàn)性。

圖8是表征作為頻率函數(shù)的信號處理通道的幅值相位線性度的方法的示例實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

在以下詳細(xì)描述中，出于解釋而非限制的目的，闡述公開了特定細(xì)節(jié)的代表性實(shí)施例，以提供對于本教導(dǎo)的徹底理解。然而，對于已受益于本公開優(yōu)點(diǎn)的本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，根據(jù)本教導(dǎo)的脫離在此公開的特定細(xì)節(jié)的其他實(shí)施例仍在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。而且，公知的裝置和方法的描述可予以省略，以便不會使得示例實(shí)施例的描述變得模糊。這些方法和裝置顯然在本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。

除非另有注明，否則當(dāng)提到第一設(shè)備連接至第二設(shè)備時，這涵蓋可采用一個或多個中間設(shè)備將兩個設(shè)備彼此連接的情況。然而，當(dāng)說第一設(shè)備直接連接到第二設(shè)備時，這涵蓋兩個設(shè)備在沒有任何中間或中介設(shè)備的情形下彼此連接的情況。類似地，當(dāng)說信號耦合至設(shè)備時，這涵蓋可采用一個或多個中間設(shè)備將該信號耦合到該設(shè)備的情況。然而，當(dāng)說信號直接耦合到設(shè)備時，這僅涵蓋該信號在沒有任何中間或中介設(shè)備的情形下直接耦合到該設(shè)備的情況。

圖1是用于測量測量儀100的信號處理通道120的幅值和相位響應(yīng)的配置1的一個示例的簡化功能框圖，其有時也可稱為測試儀。配置1包括：射頻(rf)信號發(fā)生器10、方波信號發(fā)生器20和異或(xor)門110。

rf信號發(fā)生器10產(chǎn)生具有rf載波頻率fc的rf載波信號15，并且將rf載波信號15提供給xor門110的第一輸入端。在一些實(shí)施例中，rf載波頻率fc可以大于1ghz。在一些實(shí)施例中，rf載波頻率fc可以大于10ghz。

方波信號發(fā)生器20產(chǎn)生具有方波頻率fm的方波信號25，并且將方波信號25提供給xor門110的第二輸入端。在一些實(shí)施例中，rf載波頻率fm可以具有處于若干mhz(例如，2.5mhz)范圍內(nèi)的頻率。在測量儀100是具有用戶所選顯示頻率跨度的譜分析儀的一些實(shí)施例中，可以依據(jù)譜分析儀的用戶所選頻率跨度來選擇rf載波頻率fc。

rf信號發(fā)生器10頁可以將基準(zhǔn)頻率信號11提供給方波信號發(fā)生器20，并且方波信號發(fā)生器20可以將基準(zhǔn)頻率信號13提供給測量儀100。有益的是，基準(zhǔn)頻率信號13可以與基準(zhǔn)頻率信號11相同，或者可以同步到基準(zhǔn)頻率信號13。在一些實(shí)施例中，基準(zhǔn)頻率信號11和基準(zhǔn)頻率信號13可以每一個均為10mhz正弦波信號。在其他實(shí)施例中，代之方波信號發(fā)生器20強(qiáng)基準(zhǔn)頻率信號13提供給測量儀100，rf信號發(fā)生器10可以將基準(zhǔn)頻率信號11提供給方波信號發(fā)生器20和測量儀100兩者。在又一些實(shí)施例中，代之從rf信號發(fā)生器10接收基準(zhǔn)頻率信號11，方波信號發(fā)生器20可以將基準(zhǔn)頻率信號13提供給rf信號發(fā)生器10和測量儀100兩者。不管如何完成，一個或多個參照頻率信號可以允許rf信號發(fā)生器10、方波信號發(fā)生器20和測量儀100將它們的頻率源(例如，內(nèi)部振蕩器)彼此同步。

一般而言，測量儀100可以是測量信號的一個或多個電氣參數(shù)的任何儀器或待測設(shè)備(dut)。測量儀100包括數(shù)字信號處理器130，并且可以包括顯示設(shè)備140。在一些實(shí)施例中，測量儀100可以是譜分析儀或矢量信號分析儀。信號處理通道120可以是測量儀100的測量通道，配置1可以允許測量作為頻率函數(shù)的測量通道的幅值相位線性度。在一些情況下，這可允許用戶確認(rèn)測量通道正在測量儀100的指定參數(shù)內(nèi)工作。在其他情況下，當(dāng)測量接收到的信號(例如，從dut接收到的信號)時，這可允許測量儀100在指定頻率跨度或范圍上補(bǔ)償作為頻率函數(shù)的測量通道(即，信號處理通道120)的幅值和相位響應(yīng)的任何導(dǎo)數(shù)。

盡管圖1圖示信號處理通道120是測量儀100的測量通道的有益配置1，然而，其他配置可以采用rf信號發(fā)生器10、方波信號發(fā)生器20、xor門110和數(shù)字信號處理器以測量包括在除了測量儀以外的不同系統(tǒng)或裝置中的信號處理通道的幅值相位線性度。

如圖1中的虛線所圖示的，在一些實(shí)施例中，異或(xor)門110可以在測量儀100的外部，而在其他可替換實(shí)施例中，測量儀100(alt.)可以包括xor門110。此外，在一些實(shí)施例中，rf信號發(fā)生器10和方波信號發(fā)生器20可以在測量儀100的外部，而在其他可替換實(shí)施例中，測量儀100(第二個alt.)可以包括rf信號發(fā)生器10和/或方波信號發(fā)生器20。

xor門110運(yùn)行為二進(jìn)制相移鍵控(bpsk)調(diào)制器，其利用方波信號25調(diào)制rf載波信號15以產(chǎn)生bpsk信號115。bpsk信號115從xor門110(或許通過一個或多個放大器、緩沖器、反相器等)提供給測量儀100的輸入端(即，經(jīng)由rf輸入連接器)，并且bpsk信號115經(jīng)過測量儀100的信號處理通道120。圖1圖示出bpsk信號115的示例頻譜，其圖示bpsk信號115包括方波信號25在頻率fm調(diào)制的頻率fc處的rf載波信號15。

為了提供對于配置1可應(yīng)用于的測量儀的更具體示例，圖2是譜分析儀200的示例的簡化框圖。因此，應(yīng)當(dāng)理解，譜分析儀200可以是具有可用諸如圖1的配置1之類的配置表征其作為頻率函數(shù)的幅值相位響應(yīng)的處理信號通道的測量儀的一個示例。

譜分析儀200具有兩個輸入端in1和in2，其中in1可以配置為低頻范圍內(nèi)的信號(例如，rf和微波信號)，in2可以是配置為接收高頻范圍內(nèi)的信號(例如，毫米波信號)。譜分析儀200在輸入端in1可以包括可變數(shù)衰減器210。譜分析儀200在輸入端in1可以還包括預(yù)選器(或可變rf濾波器)220，用于排除處于感興趣頻段外部的信號，以便改善譜分析儀200的性能。可選地，譜分析儀200可以提供預(yù)選器220被旁路的用戶所選操作模式。

譜分析儀200包括顯示和用戶接口250,。譜分析儀200可以響應(yīng)于經(jīng)由用戶接口接收到的用戶輸入，在顯示器上顯示接收到的信號的一個或多個特性或參數(shù)。

譜分析儀200包括多個頻率轉(zhuǎn)換級，其全部導(dǎo)致接收到的輸入信號被頻率轉(zhuǎn)換到由數(shù)字if通道240處理的中頻(if)信號，如下面更詳細(xì)討論的那樣。具體地，譜分析儀200包括多個本地振蕩器lo1,lo2和lo3以及相關(guān)聯(lián)的混頻器和旁路濾波器(bpf)，用于在寬頻范圍上將輸入信號轉(zhuǎn)換到數(shù)字if通道240的if頻率。本地振蕩器lo1,lo2和lo3中的每一個均可以同步到共用而穩(wěn)定的參照頻率信號(例如，處于10mhz)，其可由內(nèi)部基準(zhǔn)振蕩器提供或經(jīng)由referencein(基準(zhǔn)輸入)輸入端提供。在一些實(shí)施例中，響應(yīng)于經(jīng)由用戶接口的用戶選擇，可以確定由內(nèi)部基準(zhǔn)振蕩器還是referencein輸入端提供基準(zhǔn)頻率信號。譜分析儀200可以還包括掃描發(fā)生器230，其連接至lo1，以在期望跨度或頻率范圍上掃描要由譜分析儀200測量其輸入信號的lo1的頻率。

如上面注明的，譜分析儀200僅是譜分析儀的一個示例配置，并且許多其他的配置都是可能的。此外，譜分析儀的一般操作對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，復(fù)音詞將不會在這里加以解釋。

為了提供對于在配置1可應(yīng)用于的測量儀中可包括的數(shù)字if通道240的更具體示例，圖3圖示諸如譜分析儀200之類的譜分析儀的數(shù)字中頻(if)通道300的示例實(shí)施例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，數(shù)字if通道240可以是可利用諸如圖1的配置1之類的配置表征的作為頻率函數(shù)的幅值相位響應(yīng)的處理信號通道的一部分的一個示例。

數(shù)字if通道300包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器310、數(shù)字下轉(zhuǎn)換器320、基帶處理器330和數(shù)據(jù)分析部分340。

adc310接收模擬if信號(例如，其通過譜分析儀200的測量通道從bpsk信號115產(chǎn)生)，并且在if通道中(例如，響應(yīng)于時鐘(未示出))數(shù)字化所接收到的模擬if信號，以產(chǎn)生作為一系列i和q數(shù)據(jù)樣本或時間記錄的數(shù)字if信號。

數(shù)字下轉(zhuǎn)換器320從adc310接收數(shù)字if信號，并且包括提供同相(i)和正交相(q)頻率信號的直接數(shù)字綜合器(dds)，所述同相(i)和正交相(q)頻率信號要與數(shù)字if信號進(jìn)行混頻以產(chǎn)生數(shù)字if信號(其例如可以通過譜分析儀200的測量通道產(chǎn)生自bpsk信號115)的i和q數(shù)據(jù)、或時間記錄。i和q時間記錄可以存儲在基帶處理器330的獲取存儲器332中，并且可以由基帶處理器330的數(shù)字信號處理器334進(jìn)行處理，如下面更詳細(xì)討論的那樣。數(shù)字信號處理器334可以包括數(shù)字邏輯、專用集成電路(asics)、固件、微處理器和/或可執(zhí)行代碼的任何組合。

數(shù)據(jù)分析部分340可以分析i和q時間記錄，以產(chǎn)生可由顯示和用戶接口250的顯示器所顯示的各種統(tǒng)計(例如，峰值、平均值等)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的那樣。

返回到圖2，有利地，xor門110可以通過rf載波信號15和方波信號25的強(qiáng)度而驅(qū)動到飽和，并且可以呈現(xiàn)高增益，使得bpsk信號115具有非常快的邊沿(接近理想波形)。在頻域中，bpsk信號115可以視為梳狀信號，其中音調(diào)或“梳齒”的相對幅值和相位由bpsk信號的性質(zhì)定義，因此是眾所周知的。因此，bpsk信號115可以是用于測量測量儀100的測量通道之類的信號處理通道的幅值相位響應(yīng)的有利的探針或測試信號?，F(xiàn)在描述這些測量的細(xì)節(jié)。

圖4圖示測量儀(例如，矢量信號分析儀(vsa))響應(yīng)于bpsk信號115產(chǎn)生的一些示例波形。

波形410是bpsk信號115在10.25ghz的中心頻率fc和2.5mhz的方波調(diào)制速率fm的示例波形。波形420和430分別示出信號處理通道(“通道”)輸出的bpsk信號的同相(i)和正交(q)組分的時域記錄，其中相位以50％占空比在+90和-90度之間交替。

根據(jù)信號處理通道輸出的bpsk信號的i和q時域組分的單個捕獲，可以使用以下處理測量或計算通道頻率響應(yīng)(幅值和相位)。

首先，例如通過使用有限差異法求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)，獲得通道沖激響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，可以通過圖3的數(shù)字信號處理器334之類的數(shù)字信號處理器求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)。

接下來，找到i和q時間記錄中的最大沖激，并且循環(huán)旋轉(zhuǎn)時間記錄，使得該點(diǎn)處于時間0。這對準(zhǔn)時間響應(yīng)的延遲，使得在調(diào)制源(例如，方波信號發(fā)生器20)和接收器(例如，數(shù)字if通道300)之間不需要硬件觸發(fā)。在一些實(shí)施例中，可以找到i和q時間記錄的最高沖激，并且可以通過圖3的數(shù)字信號處理器334之類的數(shù)字信號處理器求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)。

接下來，對循環(huán)旋轉(zhuǎn)的i和q時間記錄執(zhí)行傅里葉變換(例如，快速傅里葉變換(fft))。僅保留方波頻率的各頻率的諧波處的fft數(shù)據(jù)，以得到通道的頻率響應(yīng)(幅值和相位)。在一些實(shí)施例中，可以由圖3的數(shù)字信號處理器334之類的數(shù)字信號處理器執(zhí)行fft。

接下來，校正上面經(jīng)由傅里葉變換獲得的作為頻率函數(shù)的通道的幅值響應(yīng)，用于xor門中方波調(diào)制的零階保持特性所導(dǎo)致的公知sin(x)/x滾降。即，傅里葉變換獲得的幅值數(shù)據(jù)可以乘以已知sin(x)/x滾降的逆函數(shù)。這提供了作為頻率函數(shù)的通道(例如，測量儀的測量通道)的幅值響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，可以由圖3的數(shù)字信號處理器334之類的數(shù)字信號處理器執(zhí)行校正。

現(xiàn)在提供關(guān)于如何從早先獲得的傅里葉變換的i和q時間記錄獲得通道相位響應(yīng)的解釋。

首先，相位數(shù)據(jù)在測量的頻率跨度上“展開”。即，相位數(shù)據(jù)在180°相位角上呈現(xiàn)“跳躍”。展開相位數(shù)據(jù)意味著校正相位數(shù)據(jù)，使得在相位數(shù)據(jù)中不存在+180°/-180°步長。在一些實(shí)施例中，可以由圖3的數(shù)字信號處理器334之類的數(shù)字信號處理器不展開相位數(shù)據(jù)。

接下來，求取展開的相位數(shù)據(jù)的導(dǎo)數(shù)，并且將所得到的數(shù)據(jù)歸一化，以去除任何殘余的組延遲偏移量，由此獲得通道的組延遲響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，可以由圖3的數(shù)字信號處理器334之類的數(shù)字信號處理器去除任何殘余的組延遲偏移量。

最后，對組延遲偏移量進(jìn)行積分，以獲得作為頻率函數(shù)的通道相位響應(yīng)(例如，測量儀的測量通道的相位響應(yīng))。

圖5圖示如上所述使用bpsk測試信號(例如，bpsk信號115)測量出的測試儀(例如譜分析儀)的示例信號處理通道(例如，信號處理通道120)的幅值響應(yīng)、組延遲響應(yīng)520和相位響應(yīng)520的繪圖。在一些實(shí)施例中，測量儀(例如，測量儀100和/或譜分析儀200)可以將繪圖510、520和530中的一個或所有顯示至顯示設(shè)備(例如，顯示設(shè)備140和/或顯示和用戶接口250)。

在一些上下文中，幅值響應(yīng)510的再現(xiàn)性可能低于所期望的。例如在測量的信號處理通道120是譜分析儀的測量通道并且譜分析儀在預(yù)選器旁路模式(如上面參照譜分析儀200所描述的)中工作的情況下，接收到的bpsk信號115的跨度諧波的圖像可以繞回并且落在bpsk信號115中感興趣音調(diào)之上，因此可能出現(xiàn)在上面描述的傅里葉變換數(shù)據(jù)中。圖像關(guān)于感興趣音調(diào)的隨機(jī)相位可能導(dǎo)致使測量再現(xiàn)性惡化的幅值變化。

于是，在一些實(shí)施例中，測量儀的測量通道的中心頻率可相對于rf載波頻率fc偏移或平移了方波頻率fm的一分?jǐn)?shù)，其中，該分?jǐn)?shù)大于0并且小于1以便移動圖像，使得它們不再落在感興趣音調(diào)上。

圖6圖示測量儀的測量通道(例如，譜分析儀)的中心頻率已相對于rf載波頻率fc偏移或平移了方波頻率fm的一分?jǐn)?shù)的示例中的bpsk信號的頻譜610。在圖6所示的示例中，測量儀的測量通道(例如譜分析儀)的中心頻率已經(jīng)相對于rf載波頻率fc偏移或平移了fm/4(即，方波頻率fm的分?jǐn)?shù)是方波頻率fm的四分之一)。于是，接收到的bpsk信號115的跨度外諧波的圖像落入bpsk信號115的所期望音調(diào)之間，并且一旦如上所述那樣執(zhí)行傅里葉變換就本質(zhì)上丟棄掉。

在頻譜平移了方波頻率一分?jǐn)?shù)(例如，+fm/)的情況下，然后，如上所述，在求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)之前，將i和q時間記錄旋轉(zhuǎn)方波頻率的該分?jǐn)?shù)的相對值(即，-fm/4)。

圖7a圖示通道的中心頻率如上所述那樣相對于bpsk信號的音調(diào)偏移時的示例信號處理通道的幅值線性度測量的再現(xiàn)性，圖7b圖示其相位線性度測量的再現(xiàn)性。

圖8是將信號處理通道的幅值相位線性度表征為頻率函數(shù)的方法800的示例實(shí)施例的流程圖。

操作805包括將具有rf載頻的rf載波信號提供給異或門的第一輸入端。

操作810包括將具有方波頻率的方波信號施加到異或門的第二輸入端。

操作815包括從異或門輸出包括方波信號調(diào)制的rf載波信號的二進(jìn)制相移鍵控(bpsk)信號。

操作820包括將bpsk信號施加到測量儀的rf輸入端，并且使bpsk信號經(jīng)過測量儀的測量通道。

操作825包括在測量儀中確定測量儀的測量通道輸出的bpsk信號的同相(i)和正交相(q)時間記錄。

操作830包括求取i和q時間記錄的導(dǎo)數(shù)。

操作835包括找到i和q時間記錄中的最高沖激響應(yīng)，并且循環(huán)旋轉(zhuǎn)i和q時間記錄，使得最高的沖激響應(yīng)出現(xiàn)在時間0點(diǎn)。

操作840包括求取循環(huán)旋轉(zhuǎn)的i和q時間記錄的快速傅里葉變換(fft)，僅保留方波頻率的各頻率和諧波處的fft數(shù)據(jù)。

操作845包括校正方波信號的頻率特性的fft數(shù)據(jù)的幅值，以獲得測量儀的測量通道的幅值響應(yīng)。

操作850包括在測量出的頻率跨度上不展開幅值校正的fft數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)。

操作855包括求取展開的幅值校正的fft數(shù)據(jù)的相位響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)，并且去除任何殘余的組延遲偏移量，以獲得測量儀的測量通道的組延遲響應(yīng)。

操作860包括將組延遲響應(yīng)積分，以獲得測量儀的測量通道的相位響應(yīng)。

盡管這里公開了示例實(shí)施例，然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會，根據(jù)本教導(dǎo)的許多變型都是可能的，并且仍在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，所測量的bpsk信號的方波周期的數(shù)目可以增大以通過平均化改善幅值相位線性度測量的性噪比。因此，本發(fā)明僅受限于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。