具有改善精度的自动操作微波测试系统技术方案

一种用于微波元件的自动测试系统。该测试系统包括内部可转换控制的校正基准。作为校正程序的一部分，测量来自源的入射功率。在该测量过程中，转换校正基准来改变反射回给源的功率的量。在发生这种变化的过程中连续测量该入射波功率中的变化。该测量结果用来决定该源匹配部分。为该源的振幅做出校正来为源匹配进行调整。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于微波元件的测试系统，特别是涉及为提高精度用于上述系统的校正方法。越来越多地采用半导体制造技术制造微波元件。这些技术允许低成本大批量地制造上述元件。这些元件也应当在低成本下测试。但是，不应当牺牲测试精度。保持低测试成本的一个重要途径是通过使用自动操作的测试设备。元件机械地插入到测试设备中并且在元件上快速进行一系列测试。现代化自动操作测试设备能够测试半导体装置上的微波电路系统。此外，也可以产生和测量数字信号。因此，微波元件可以以快速连续地彻底测试。为保证精度，需校正测试系统。传统的微波检测工具的校正是通过向测试装置的测试端口连接一系列校正基准来完成。然后测试系统测量这些校正基准，并且由于已知校正基准的实际值，可以识别出由测试系统产生的测量误差。计算一组参数，通常称作s参数，这些参数形成通向连接校正基准的点的测量电路系统的数学模型。该模型可以用来预计穿过测量装置的信号中的失真。因而，可以从数学上消除信号失真的影响或误差。在属于Wadell的美国专利No.5,572,160中描述了自动测试设备校正方面的显著进步，这里通过引用来说明。该专利公开了自动测试设备，其中校正基准安装在自动测试系统内部。这样的安装设计与认为要求校正基准安装在被测元件通常安装的位置处的传统校正相反。然而，该专利描述了一种独特的校正处理用来由内部校正基准进行精确的校正。上述校正处理提供了一种有时称之为VNA的校正。使用VNA测量法来确定元件的实际传输和反射系数。这些系数是以测得的入射、传输和反射波功率的比例为基础的。实际使用的功率与VNA测量无关因为当计算比率时变成不相干。为了确定作用在被测元件上的实际功率，使用功率测量装置来测量源功率。上面提到的属于Wadell的专利描述了用来测量源功率的这样一种系统。然而，上述校正测量法不调整改变提供给负载的功率的误差。一个这样的误差称之为“源匹配”。源匹配表示当入射信号由被测元件部分反射时的误差。波的反射部分返回到测量装置中。该反射波的一部分将由测量装置反射，使得第二级反射信号传递回负载。该反射部分可以用VNA校正测量法预测。s参数之一描述该反射。因为可以计算该反射部分，可以进行一个调整来避免具有由该反射部分引起的误差。然而，当其到达VNA电路系统时不是所有从负载反射回来的信号都将反射回负载。部分该信号将穿过电路系统直至其到达源。在源处，反射信号的一部分将再次被反射，产生另一个第二级反射。因为VNA校正处理不能解决来自源的信号中的不同级别，使用传统的VNA校正不能解决来自源的第二级反射。通常，忽略了来自源的第二级反射。经常假定测量装置与被测元件很好地匹配，并且没有从被测元件返回到源的反射。在设计测量系统中经常做出努力来确保源阻抗与VNA电路系统的阻抗相匹配。如果源阻抗与VNA电路系统的阻抗相匹配，实际上将不存在来自源的反射。然而，设计确保源阻抗和与之相连接的电路系统的阻抗相匹配的测试设备通常需要高成本。在一些情况下，到达源的反射信号的数量非常小。因而，通常忽略对该源匹配误差的识别和校正而没有明显的误差。然而，在一些情况中希望通过源与其它电路系统的非精确匹配制造较低成本的测试系统，同时通过校正仍保持精度。还存在一些情况，需要高精度并且即使很小也需要通过校正去除由源匹配引起的误差。例如，如果测试装置是用于测量元件的增益或3dB压缩点，精确测量出元件中的真实功率很重要。如果没有使用一些装置来调整源匹配误差，对功率敏感的测量方法将因被测元件的反射系数而异。因此，测试处理将显示出从元件到元件的不同，这是人们所不希望的。相近似，对功率敏感的测量方法将因源的反射系数而异。因此，测试处理将显示出从测试者到测试者的不同。在自动操作工厂中测试处理中任何形式的变化都是非常不好的。因而，存在大量的需要有一种简单和精确的方式来调整源匹配误差。专利技术综述考虑到上述技术背景，本专利技术的一个目的在于提供一种简单和精确的方式来调整源匹配误差。在一种自动测试系统中实现上述和其它目的，该系统包括可用开关控制地接入到信号通道中的校正基准。执行校正程序，其中首先一个校正基准接入到该装置并且然后第二校正基准连接成使得用第一和第二校正基准形成的测量的相位关系得以保持。这些测量结果在计算对源匹配误差的调整中使用，随后用于减小误差的影响。附图的简要说明通过参照下面更详细的说明和附图将会更好地理解本专利技术，其中附图说明图1是已有技术中用于测试微波元件的自动测试系统的示意图；图2是已有技术中内部校正系统的示意图；图3是说明根据本专利技术的新型校正处理的流程图。优选实施例的描述图1显示用于测试微波元件的已有技术中的测试系统。该测试系统包括测试仪主体100。测试仪主体100通过测试头104与被测元件(DUT)106连接。测试仪主体100包括控制电路系统108。控制电路系统108与通用的计算机类似，可以编程来执行多种测试和操作者界面功能并且通常执行数学计算功能。控制电路系统108可以通过专用控制电路和计算机工作站，例如SUN工作站，的组合来实现。然而，控制电路系统108的确切结构取决于测试系统的具体设计并且其对于本专利技术来说不是关键所在。控制电路系统108控制多个RF源112和多个RF接收器114。这些元件产生和测量用于DUT的测试信号。源和接收器的确切数量以及给它们设定的要执行的功能取决于要测试的元件的具体种类和其它因素，并且这些对于本专利技术来说不是关键所在。此外，测试系统中可以包括产生或测量其它类型测试信号的装置。例如，可以有产生具有低频交流(AC)信号的直流(DC)电压的信号源。进而，测试系统可能包括用于产生和测量数字信号的电路系统。然而，这些附加元件在本领域中是已知的并且不明确显示了。测试仪主体100还包括数据俘获电路系统116。由接收器114接收到的信号可以传送给数据俘获电路单元116。数据俘获电路单元116含有高速采样电路系统和存储器。因而，为了由控制电路系统108进行处理可以以数字的形式存储信号。测试头104在测试仪主体100和DUT106之间传送信号。测试头104包括多个转换开关模块200。每个转换开关模块200与上面提到的属于Wadell的专利No5,572,160中描述的模块相似。为了更灵活地处理允许信号以多种方式向和从DUT106传送。下面通过附图2提供更详细的说明。现在参见图2，显示转换开关模块200的简化形式。最好是，转换开关模块200用固态元件制成，尽管许多变通的构造技术也可以适用。转换开关模块200包括与源112连接的定向耦合器210。定向耦合器210的一端与转换开关212连接，可以轮流转换来与DUT106连接。在该方式中，转换开关模块200可以用来从源112向DUT106传递信号。从DUT返回的任何信号，例如反射信号，也可以通过定向耦合器210返回。该反射的信号将出现在与转换开关214连接的定向耦合器210的一端上。转换开关214可以在定向耦合器210的两端中选择并且向接收器114传递在该一端处的信号。因而，转换开关214可以向接收器114传递从DUT106反射的信号用于测量。转换开关214的第二端也与定向耦合器210相连接。然而，其接到定向耦合器210的不同端上。该端输出从源侧作用到定向耦合器210本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于源匹配的校正自动测试设备的方法，包括步骤： ａ）连接第一校正基准到测量电路系统； ｂ）测量从第一个方向入射到测量电路系统上的第一信号； ｃ）连接第二校正基准到测量电路系统； ｄ）以保持第一信号和第二信号之间的相位关系的方式，测量从第一个方向入射到测量电路系统上的第二信号； ｅ）利用该第一信号和第二信号计算表示基于源匹配的误差。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马修托马斯贝格，
申请(专利权)人：泰拉丁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]