本发明专利技术公开了一种系统和方法，其被用于测量其自己的由于环境引起的不准确，并且基于这些测量来调整其自身以补偿所述不准确。在一个实施例中，测试系统首先测量通过模型“长”路径的信号损耗，所述“长路径”被构建在与主测试电路相同的基板上。由于测试路径被构建在相同的基板上，因此它代表了环境对测试电路的实际影响。然后，测试信号被发送通过“短”测试路径，由于两个路径之间的参考测量条件所引起的比值差异产生了必需的补偿，然后该补偿被用于校准测试电路。在另一实施例中，测试信号被施加到由基板材料的不同层上的铜构成的电容两端。基板层上的实际环境条件改变了测量到的电容值，该电容值与温度一起作为输入被提供到一个模型，该模型确定对测试电路的补偿。两个实施例都可被应用于受到环境导致的传输线损耗特性改变的影响的单个电路或者系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
环境湿度和温度的改变会导致高频信号发生器、功率仪、测量接收器和其他电子测试设备的校准准确度漂移。希望这样的设备在从干热到湿冷的气候条件下都能合乎规格地工作。一般地，这样的设备都是使用由电介质材料制成的印刷电路板来构建的，而电介质材料(在尺寸和电气性能方面)会受温度改变的影响，而且还会从环境中吸收水份。因此，在这些板上制作的传输线结构的插入损耗和特性阻抗将随环境条件的改变而变化。这种变化影响了测试设备的校准准确度。由于校准测试设备的环境可能与使用测试设备的环境不同，因此在设备规格设置过程中必须留有余量，以能够在某个范围的环境条件下确保性能的指定水平。这些余量导致设备的性能规格比不存在环境变化时要差。一般地，设备设计中包含某种形式的温度补偿。周围温度很容易感知，因此设备性能被描述为该温度的函数。在操作期间，进行校正以补偿周围温度变化。很多仪器规格要求仪器必须启动一段时间，以允许周围温度和仪器内部温度之间的关系变得稳定。依赖于仪器的设计，这一时间段可以是几分钟到几小时。这种温度补偿的效果是有限的，因为设备机箱中的所有点的温度并不完全相同，各个印刷电路配件的温度特性也有所不同，而且吸水的影响没有得到补偿。
技术实现思路
已经发现不仅当前环境条件造成设备不准确，而且累积的过去环境条件也会改变准确度。考虑到这一现象，设计了一种系统和方法，其首先测量与其自己的环境引起的不准确有关的参数，然后基于这些参数，系统调整自身以对不准确进行补偿。在一个实施例中，利用长传输线和短传输线来构成插入损耗感知系统。RF源和检测器被用于测量这两条传输线的插入损耗之间的差别。插入损耗的这种差别和两条传输线的长度差别提供了对在与插入损耗感知系统的基板相同的基板(或类似基板)上形成的传输线的每单位长度损耗的测量。通过在电子测试设备被校准时捕捉每单位长度损耗数据，并且在该设备操作期间每隔一段时间再次捕捉每单位长度损耗数据，能够确定由于环境条件引起的改变所造成的设备校准改变。在另一实施例中，由印刷电路板上的铜区域形成的平行板电容器的电容被测量。电容和板温度在设备校准时被测量，并且数据被存储在非易失性存储器中。在操作期间，电容和温度被再次测量(每隔一段时间)。在校准时测量到的值和在操作期间测量到的值被馈入对板的环境行为建模的算法。然后，该算法产生校正因子，该校正因子被用来补偿从原始校准的性能开始由环境所导致的改变。上面相当广泛地描述了本专利技术的特征和技术优点，以使得本专利技术的详细说明能被更好地理解。在后面将描述本专利技术的其他特征和优点，其构成了本专利技术的权利要求的主题。本领域的技术人员应当理解，所公开的原理和具体实施例可被容易地用作修改或设计其他用于实现本专利技术相同目的的结构的基础。本领域的技术人员还应当理解，这些等同结构不脱离本专利技术的在权利要求中列出的精神和范围。结合附图，从下面的说明中可更好地理解作为本专利技术特征的那些新颖特征的组织和操作方法以及进一步的目的和优点。但是，应当理解，每幅附图都仅是示例性和说明性的，而并不限制本专利技术。附图说明为了更全面地理解本专利技术，现在结合附图来参考下面的描述，在附图中图1示出了板上的RF信号迹线(signal trace)的一个实施例； 图2示出了用于校准电子设备的方法的一个实施例；图3A示出了使用等效电路路径来确定环境损耗误差的系统和方法的一个实施例；图3B示出了使用本专利技术原理的电路的一个实施例；图4A示出了使用电容和温度测量来确定电介质特性改变的一个实施例，所述电介质特性改变被应用于模型，以确定环境导致的性能(增益)改变；图4B示出了使用本专利技术的电容和温度测量原理的电路和方法框图的一个实施例。具体实施例方式图1示出了RE仪器中的代表性电路板12的一个实施例，该实施例示出了代表性的信号路径11，该路径从输入端101经过板和其上的各个电路(如图3B所示)到达信号输出端102。注意，如果需要，则输入信号可在板12上生成而不是在独立电路上生成。在一个实施例中，在操作中，信号(例如来自图3A的源31)被选择作为到RF测试电路300(如图3B所示，其在图1中被示为路径11)的输入。在一个实施例中，来自路径11的输出被施加到被测设备(DUT)103。然后，来自DUT 103的输出被施加到测试接收器104，以确定DUT是否在范围内。或者，DUT 103可输出其自己的信号，然后该信号被测试接收器104接收。在某些情况下，测试信号生成器和测试接收器与测量测试系统在同一外壳内。板12的典型板尺寸是11.2”宽，5.2”高，典型的RE信号路径11的长度在15”和24”之间。PC板12一般由例如FR4、GETEKTM或RogersTM4350等几种不同的板材中的一种构成。这些材料会在一段时间内吸水，而水份会影响在板上形成的传输线上传播的RF信号的损耗特性，对于任何给定的水份含量，该损耗特性也依赖于温度。RF系统设计者在一个RF模块中加入了越来越多的功能，这样的RF模块一般包括这些板中的一种。板上的RF路径一般包含放大器、混频器、滤波器、调制器、开关和功率分配器，以生成具有所需频率和其他参数的RF信号。信号通过接地层和在前后表面上有填充物(gasket)的内壁来彼此隔离。在GETEKTM中，这几种路径的典型的总路径损耗在500MHz时是从0.75到1.5dB，在1,000MHz时是从1.5到2.4dB，在2,500MHz时是从3.0到4.8dB。损耗变化依赖于PC板电介质材料的种类。例如，FR4材料的路径损耗略大于上面所示的值，而RogersTM4350材料的路径损耗大约是这些值的一半。损耗变化还依赖于RF路径的种类。在板的外表面上的微带具有最低的损耗，而两个接地层之间的多层板内的带状线的损耗则较高。不同种类的屏蔽和匹配都需要使用微带和带状线结构。使用GETEKTM设计并依赖于RF路径长度，由于温度和湿度导致的环境所引起的改变，板上的损耗变化在2,500MHz时可能有1.5dB之多。在RF信号生成器设计的特定实施例中，当前的校准过程可在进行校准后立即去除观察到的0.6dB变化的绝大部分，使其降低到不确定性低于0.1dB的水平。但是，由于校准是侵入式的，因此一般限于每天执行一次。在这样每天执行一次该过程的情况下，观察到环境损耗不确定性仅能被降低到0.3dB。将所有的测量、制造和生产的不确定性相加，每天使用一次校准过程的典型RF源准确度产生+/-1.0dB的准确度规格。注意，如果仅有工厂校准而没有进一步的每天一次的校准，则由于环境条件，准确度规格将是+/-1.3dB。使用这里描述的补偿原理，可以预期多达0.4到0.5dB的误差可被去除，从而得到在500MHz到2500MHz之间的+/-0.8到0.9dB的整体RF源准确度规格。具有更长的迹线和/或更多带状线迹线的电路设计可得到比本示例中更大的提高。由于环境补偿在需要时可被应用于被执行的每个测试，因此初始(或后续)设备校准就不需要被频繁执行。此外，由于补偿针对例如水份等环境条件进行调整，因此不需要在对某台设备运行测试规程之前让电路“干透”。由于PC板传输线损耗是湿度和温度导致的误差的最主要原因，因此具有较多PC板或较长的PC板RF路径长度的系统可使用这里讨论的原理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子电路，包括：用于生成具有某组特性的输出信号的电路，所述特性易受所述电子电路的当前环境损耗特性的改变的影响；用于确定所述电子电路的当前环境损耗特性的装置；以及至少部分受控于所述确定装置的的装置，该装置用于不论所 述电子电路的所述当前环境损耗特性如何都维持所述某组特性。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：佛瑞德H艾夫斯，詹姆士B萨姆纳斯，布莱德E安德森，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。