CN104808027A - 用于探针均衡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于探针均衡的方法。一种测试和测量***，包括：测试和测量仪器；探针，连接到所述测试和测量仪器；受测试装置，连接到所述探针；至少一个存储器，被配置为存储用于表征探针的参数；用户界面；和处理器。用户界面被配置为接收受测试装置的标称源阻抗。处理器被配置为：接收来自存储器的用于表征探针的参数和来自用户界面的受测试装置的标称源阻抗，并使用用于表征探针的参数和来自用户界面的标称源阻抗来计算均衡滤波器。

Description

用于探针均衡的方法
技术领域
本公开总体涉及信号采集***，并且更具体地涉及用于减小由于例如受测试装置的探针尖端加载而引起的测量误差的***、设备和方法。
背景技术
用于信号采集和分析装置（诸如示波器和类似物）的典型探针具有与它们相关联的、随频率变化的阻抗。随着测试和测量仪器以及探针***的带宽变得更宽，不平坦通过响应的探针尖端加载的效果变得比在过去的***中更显著。
Barton Hickman发明、由Tektronix公司拥有、名称为“Smart probe apparatus and method for automatic self-adjustment of an oscilloscope's bandwidth”且通过引用合并于此的美国专利No. 6,725,170公开了存储探针的S参数以使得当探针被连接到不同类型的测试和测量仪器的不同输入通道时能够计算均衡滤波器。然而，这些均衡滤波器是针对50欧姆的受测试装置（DUT）源阻抗设计的。所需要的是能够使用DUT的标称源阻抗计算的均衡滤波器。使用现有技术方法，如果DUT的源阻抗不是50欧姆，则经由加载这种电路的探针接收的所采集的波形可能未准确地表示在引入探针之前电路的电压。
发明内容
所公开技术的特定实施例包括一种测试和测量***，所述测试和测量***包括：测试和测量仪器；探针，连接到所述测试和测量仪器；受测试装置，连接到所述探针；至少一个存储器，被配置为存储用于表征探针的参数；用户界面；和处理器。用户界面被配置为接收受测试装置的标称源阻抗。处理器被配置为：接收来自存储器的用于表征探针的参数和来自用户界面的受测试装置的标称源阻抗，并使用用于表征探针的参数和标称源阻抗来计算均衡滤波器。均衡滤波器被适配为补偿由受测试装置的测量引起的受测试装置的加载。
所公开技术的特定其它实施例包括一种用于计算在测试和测量***中使用的均衡滤波器的方法。所述方法包括：在处理器处接收用于表征测试和测量***的探针的参数；在处理器处经由用户界面接收受测试装置的标称源阻抗；以及基于用于表征探针的参数和所述受测试装置的标称源阻抗来计算均衡滤波器，所述均衡滤波器被适配为补偿由所述受测试装置的测量引起的受测试装置的加载。
附图说明
图1图示理想输入波形和使用加载探针的尖端的具有50欧姆源阻抗的DUT的输出波形。
图2图示图1的理想输入波形和具有变化DUT源阻抗值的输出波形。
图3图示所公开技术的测试和测量***的框图。
图4图示所公开技术的用户界面。
图5图示所公开技术的另一用户界面。
图6图示使用所公开技术计算的多种均衡滤波器。
图7图示理想输入波形和针对各种DUT源阻抗使用不同均衡滤波器的各种输出波形。
具体实施方式
在不必按比例绘制的附图中，所公开***和方法的相似或对应元件由相同的附图标记标示。
测试和测量仪器的传统附件被设计为使得当附件的尖端连接到具有50欧姆源阻抗的DUT中的受测试电路时发生附件的最优频率响应。附件往往加载DUT中的受测试电路，这随后使从DUT中的电路读取的波形失真。常规地，附件将并入有硬件均衡以校正输出波形，从而使波形看起来更像附件加载电路之前那样。均衡滤波器被计算且被用于处理从DUT采集的样本，以使得被赋予从受测试电路且在DUT中读取的波形的信号退化或伪像在***内被补偿，从而有效地解嵌入由探针尖端对DUT的加载。图1示出了在给定理想输入脉冲102的情况下使用常规方法的测试和测量仪器的输出100响应。如图1中可见，输出100示出了一些失真。
然而，DUT源阻抗往往落入25欧姆到100欧姆的范围中。DUT源阻抗往往在该范围内变化，即使DUT被指定为具有50欧姆源阻抗亦如此。图2示出：在常规方法中当DUT的源阻抗不是50欧姆时输出如何从图1中示出的理想输入102变化。如在图2中可见，输出波形中的误差可能相当大。
可以通过下述操作来减小图2中所见的误差：允许用户指定DUT的标称源阻抗以计算均衡滤波器。
如图3中所见，***包括测试和测量仪器300以及连接到DUT 304的探针302。测试和测量仪器300可以例如是示波器。测试和测量仪器还可以是任何其它测试和测量仪器，诸如频谱分析器、逻辑分析器等。
探针302包括用于存储探针的S参数的存储器306。替代地，用于表征探针的T参数或某其它形式的参数可以被存储在存储器306中。在制造探针302时测量这些参数并且然后把它们存储在存储器306中。替代地，这些参数可以被存储在测试和测量仪器300的存储器308中，或者被存储在外部存储装置（未示出）、互联网（未示出）等上。这些参数仅必须被供应给处理器310以计算均衡滤波器，如将在下面更详细讨论的。
测试和测量仪器300还包括存储器308，如上面讨论的。存储器308存储测试和测量仪器300的S参数，S参数是在制造时测量的。替代地，用于表征范围的T参数或其它形式的参数可以被使用并存储在存储器308中。连同存储器308，测试和测量仪器300包括显示器312和处理器310。
在操作期间，测试和测量仪器300通过探针302连接到DUT 304。显示器312包含如图4中所示的用户菜单或用户界面400。用户菜单400允许用户指定DUT 402的标称源阻抗。用户可以在菜单402处指定DUT的实阻抗或复阻抗。然后，作为针对均衡滤波器的计算的一部分，使用标称源阻抗，来获得针对***的理想目标响应。
用户菜单400还包含供用户打开或关闭探针均衡滤波器的选项404。如果特定DUT的结果在没有滤波器的情况下更好，则用户可以关闭均衡滤波器。用户菜单400还允许用户选择是否使用标称均衡视图406。标称均衡视图示出仿佛在探针未加载DUT电路的情况下的波形。用户还可以在用户菜单中选择使用探针加载滤波器的选项408。探针加载滤波器示出在探针加载DUT电路的情况下探针尖端处的电压。
用户菜单400还可以包括菜单500，菜单500用于允许用户加载针对DUT测试点的S参数，如图5中所示。随后使用DUT的标称阻抗和针对DUT测试点的S参数两者来计算均衡滤波器。
当用户已经把所有期望信息输入到显示器312上的用户菜单400中时，该信息被发送到测试和测量仪器300中的处理器312。另外，存储在探针存储器306中的探针的S参数也被发送到测试和测量仪器300中的处理器310。随后处理器使用探针的S参数、由用户提供的DUT的标称阻抗来计算均衡滤波器，以便提供来自DUT的信号的更准确视图。为了提供甚至更准确的视图，如果DUT的S参数被用户经由菜单500加载到测试和测量仪器300中，则处理器还可以使用存储在测试和测量存储器310中的测试和测量仪器300的S参数和DUT的S参数。
图6图示由处理器310针对各种标称源阻抗值中的每一个创建的各种均衡滤波器。如在图6中可见，均衡滤波器针对标称源阻抗值中的每一个是不同的，这帮助在显示器上向用户创建来自DUT中的受测试电路的信号的更准确的视图。
图7图示使用由用户输入的标称输入阻抗值在应用均衡滤波器的情况下的输出波形。例如，图6示出针对多个DUT源阻抗值的输入波形700和输出波形702。如图7中可见，针对DUT源阻抗值中的每一个，在应用利用由用户输入的标称DUT阻抗计算的均衡滤波器之后，不同于图2中示出的输出波形，该输出波形几乎与输入波形相同。
所公开的技术允许用户控制被应用到探针尖端的均衡滤波器。用户可以指定探针尖端处的DUT源参考阻抗，并且然后，由测试和测量仪器基于从探针读取的所测量的S参数来计算均衡滤波器。为了创建甚至更精细的均衡滤波器，可以使用测试和测量仪器的S参数和/或DUT的测试点。虽然上面描述了用于计算均衡滤波器的S参数，但是如本领域技术人员将容易理解的那样，可以使用表征探针、示波器和/或DUT测试点的其它参数，诸如T参数。
虽然上面说明和描述的实施例示出了在示波器中使用的所公开的技术，但是将意识到的是，本发明的实施例还可以被有利地用在显示频域信号的任何种类的测试和测量仪器中，诸如扫频频谱分析器、信号分析器、矢量信号分析器、实时频谱分析器等。
在各个实施例中，本发明的部件可以以硬件、软件或这两者的组合实施，且可以包括通用微处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）等。
已经在所公开技术的优选实施例中描述和说明了所公开技术的原理，应当显而易见，在不脱离这种原理的情况下，所公开技术可以在布置和细节方面被修改。我们要求保护落入所附权利要求的精神和范围内的所有修改和变化。

Claims (15)

1.一种测试和测量***，包括：
测试和测量仪器；
探针，连接到所述测试和测量仪器；
受测试装置，连接到所述探针；
至少一个存储器，被配置为存储用于表征所述探针的参数；
用户界面，被配置为接收所述受测试装置的标称源阻抗；以及
处理器，被配置为：接收来自所述存储器的用于表征所述探针的参数和来自所述用户界面的所述受测试装置的标称源阻抗，并使用用于表征所述探针的参数和来自所述用户界面的标称源阻抗来计算均衡滤波器。
2.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，
其中所述至少一个存储器还被配置为存储用于表征所述测试和测量仪器的参数；以及
所述处理器还被配置为：接收用于表征所述测试和测量仪器的参数并使用用于表征所述测试和测量仪器的参数来计算所述均衡滤波器。
3.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中用于表征所述探针的参数是S参数。
4.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中用于表征所述探针的参数是T参数。
5.根据权利要求2所述的测试和测量仪器，其中用于表征所述探针和所述测试和测量仪器的参数是S参数。
6.根据权利要求2所述的测试和测量仪器，其中用于表征所述探针和所述测试和测量仪器的参数是T参数。
7.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述用户界面被配置为接收标称源实阻抗。
8.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述用户界面被配置为接收标称源复阻抗。
9.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，
其中所述用户界面还被配置为接收表征所述受测试装置的测试点的参数；以及
其中所述处理器还被配置为接收用于表征所述受测试装置的测试点的参数并使用用于表征所述受测试装置的参数来计算均衡滤波器。
10.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述用户界面还被配置为允许用户打开标称均衡视图。
11.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述用户界面还被配置为允许用户选择使用探针加载滤波器。
12.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，还包括：显示器装置，被配置为显示由均衡滤波器修改的、表示从所述受测试装置接收的信号的波形。
13.一种用于计算在测试和测量***中使用的均衡滤波器的方法，包括：
在处理器处接收用于表征测试和测量***的探针的参数；
在所述处理器处经由用户界面接收受测试装置的标称源阻抗；以及
基于用于表征所述探针的参数和受测试装置的标称源阻抗来计算均衡滤波器，所述均衡滤波器被适配为补偿由受测试装置的测量引起的受测试装置的加载。
14.根据权利要求12所述的方法，其中用于表征所述探针的参数是S参数。
15.根据权利要求12所述的方法，其中用于表征所述探针的参数是T参数。
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