CN105143893A

CN105143893A - 用于确认与要同时测试的多个受测装置(dut)的射频(rf)信号连接完整性的***和方法

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Publication number: CN105143893A
Application number: CN201380074380.7A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·沃尔夫·厄尔高
Original assignee: Litepoint Corp
Current assignee: Litepoint Corp
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: TW201436483A; US20150093998A1; US20140256268A1; JP6442422B2; US9167459B2; JP2016514264A; TWI620421B; KR20150128805A; CN105143893B; KR102106896B1; WO2014137459A1; US9078165B2

Abstract

本发明公开了使用射频(RF)信号的复制来确认与要同时测试的多个受测装置(DUT)的RF信号连接完整性的***和方法。通过感测输出和相关的反射RF信号的水平，监测在所述信号源和DUT之间的缆线信号连接。当输出RF信号提供给参考阻抗时，将这些信号水平与类似的信号水平进行比较。另选地，所述缆线信号连接具有已知信号波长的长度，并且所述RF测试信号频率被扫掠，使得在输出和反射RF信号之间的最小和最大时间延迟经历具有至少一个完整循环的差值的最小和最大信号循环数目。监测所述反射RF信号的量值和相位，由此识别波峰和波谷信号水平的差值以及相位变化来确定指示DUT连接的回流损失和相位变化。

Description

用于确认与要同时测试的多个受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接完整性的***和方法

技术领域

本发明涉及用于同时测试多个射频(RF)信号收发器的***和方法，并且具体地涉及当测试所述装置时确认RF信号连接完整性。

背景技术

许多现今的电子装置使用无线技术作为连接和通信这两种目的。因为无线装置发送以及接收电磁能量，并且因为两个或多个无线装置可能因其信号频率和功率频谱密度而干扰彼此的运作，因此这些装置及其无线技术必须遵循各种无线技术标准规格。

当设计所述装置时，工程师必须额外留意以确保所述装置符合或优于基于其包括的无线技术指定的标准的每一种规格。此外，当这些装置未来大量制造时，其会接受测试以确保制造缺陷不会导致不适当的运作，包括其是否遵循基于所述包括的无线技术标准的规格。

为了在制造和装配之后测试这些装置，目前无线装置测试***采用子***来用于分析从各装置接收的信号。所述子***通常包括至少一个向量信号分析器(VSA)来用于分析由所述装置产生的信号，以及一个向量信号产生器(VSG)来用于产生所述装置要接收的信号。由VSA执行的分析以及由VSG产生的信号通常是可编程的以便各自能够被用来测试各种装置是否遵循针对不同频率范围、带宽以及信号调变特性的各种无线技术标准。

作为无线通信装置的制造的一部分，生产成本的一个主要组成为制造测试成本。通常，测试成本与执行所述测试所需的时间具有直接相关性。因此，既可缩短测试时间而又不降低测试准确性或是不增加主要设备成本(例如，因增加测试设备或测试器的精密度而增加的成本)的创新技术是重要的，并且其可显著地节省成本，特别是从所述装置为大量制造和测试的角度来看。

不过，用于测试所述装置的所有***和方法具有一个共同点：RF信号连接完整性。虽然被测试的装置如下文所详述为无线RF信号收发器，然而测试是使用缆线信号路径实施的以确保可靠且基本上无损失的信号连接。因此，若DUT和用于执行测试的测试设备之间的这些导电信号连接中的任一者短路、开路或感受显著不同的信号阻抗，所得的任何测试结果至少存疑，更一般来讲不具有任何价值。因此，需要有用于确认测试设备和接受测试的各DUT之间的RF信号连接完整性的测试***和方法以确保没有任何短路、开路或不匹配的阻抗连接，其会导致产生错误的测试结果。所述连接确认将进一步使得能够进行事件监测和计划(例如，启动经确认为连接的DUT，从而最小化在生产测试环境下的停机时间)，以及使得能够进行事件追踪(例如，汇整DUT的连接历史记录，从而预测在测试环境下的修复或维护的潜在需求)。

例如，参照图1，如所示可描绘典型的二端口RF信号网络的流向图。每个端口包括两个节点：一个用于入射的或进入的波，而另一个用于要经由所述信号端口传送的反射的或离去的波。(出于本讨论的目的，所述入射点和反射节点分别被识别为“a”和“b”。)在本示例中，当所述入射波在端口1处进入所述装置时，其一部分会经由s₁₁路径和b₁节点返回，其余部分继续通过路径s₂₁并经由b₂节点离开所述网络。若连接至端口2的装置或负载具有信号反射，例如由于不匹配的阻抗，其会反射离开b₂节点的波的一部分，而所述经反射波的部份经由节点a₂节点重新进入网络。接着，该波的一部分可被反射，经过s₂₂路径且经由节点b₂离开所述网络。所述反射波的其余部分继续通过路径s₁₂并经由节点b₁离开所述网络。因此，例如，经由节点a₁进入网络的入射波会产生经由节点b₁回送的反射信号。根据众所周知的原理，该反射信号分量b₁可利用初始的入射信号a₁、反射信号a₂以及与路径s₁₁和路径s₁₂相关联的网络散射周长等表达如下：b₁＝a₁*s₁₁+a₂*s₁₂。在端口2未感受任何信号反射的情况下，例如，由于其被固定于匹配的阻抗，不会有任何反射信号进入a₂节点，则该式简化成b₁＝a₁*s₁₁。因此，当阻抗匹配的时候，会出现理想的情况，从而最小化s₁₁分量。

发明内容

根据本发明，提供***和方法，其使用RF测试信号的复制信号来确认要同时接受测试的多个受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接。所述RF测试信号源和DUT之间的缆线信号连接是通过感测所述输出或入射RF信号以及所述反射RF信号的信号水平来进行监测，所述反射RF信号中的每一者与所述输出RF信号中的相应者相关。这些信号水平可与当预定的或参考负载阻抗提供给输出RF信号时的类似输出和反射RF信号水平进行比较。另选地，所述缆线信号连接具有已知数目的信号波长的长度，并且所述RF测试信号频率可被扫掠，使得在相关的输出和反射RF信号之间的最小和最大时间延迟经历具有至少一个完整信号循环差的最小和最大信号循环数目。另选地，所述缆线信号连接的长度为已知数目的信号波长的长度，并且所述RF测试信号频率可被扫掠，使得在相关的输出和反射RF信号之间的最小和最大时间延迟经历最小和最大信号循环数目，在其间沿所述测试信号路径所述差值为至少一个完整信号循环。在此类频率扫掠期间，所述反射RF信号的信号量值和相位受到监测，由此可识别波峰和波谷信号水平差值以及相位变化来确定表示DUT连接至所述信号路径的回送损失变化以及相位偏移。根据所述测量，可决定继续进行测试、重做RF信号连接、确认电力已接通，或采取其他行为。

例如，所述测量可使测试***能够确认DUT的连接以及所述连接的质量。接着，这还使得能够监测所述连接和连接质量、可用于对事件和进行排程的信息，诸如启动已确认为正确连接的DUT、下载任何所需的固件以及发出适当的测试命令来启动(或触发)测试，等等，从而最小化在生产测试环境中的停机时间。也使得能够追踪事件，诸如汇整DUT连接历史，从而允许测试***预知在测试环境中修复或维护作业的潜在需求和时间。

根据本发明的一示例性实施例，用于确认要同时接受测试的多个受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接整合性的***包括：多个信号端口，其用于耦合至多个DUT以传送多个输出RF信号和多个反射RF信号的至少一部分，其中所述多个反射RF信号中的每一者与所述多个输出RF信号中的相应一者相关联；信号路由电路，其通过提供所述多个输出RF信号来响应RF测试信号，其中所述多个输出RF信号中的每一者对应所述RF测试信号；以及信号感测电路，其耦合在所述信号路由电路与所述多个信号端口之间，通过分别提供多个输出感测信号和多个反射感测信号，其指示所述多个输出和反射RF信号中的每一者的相应量值，响应所述多个输出RF信号和所述多个反射RF信号的所述至少一部分。

根据本发明的另一示例性实施例，用于确认要同时接受测试的多个受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接整合性的方法包括：为多个DUT提供多个类似的输出RF信号，所述输出RF信号复制公用的RF测试信号；感测所述多个输出RF信号来提供多个输出感测信号以提供多个输出感测信号，所述输出感测信号指示所述多个输出RF信号中的每一者的相应量值；接收多个反射RF信号，其中所述多个反射RF信号中的每一者与所述多个输出RF信号中的相应一者相关联；以及感测所述多个反射RF信号以提供多个反射感测信号，所述反射感测信号指示所述多个反射RF信号中的每一者的相应量值。

附图说明

图1描绘RF信号网络及其相关的散射周长的基本信号流向图。

图2描绘根据本发明的示例性实施例的测试环境，其用于测试多个RF信号收发器。

图3描绘根据本发明的另一示例性实施例的测试环境，其用于测试多个RF信号收发器。

图4描绘根据本发明的另一示例性实施例的测试环境，其用于测试多个RF信号收发器。

图5描绘根据本发明的示例性实施例的电路，其用于比较和储存入射和反射信号的经测量的信号数据。

图6描绘根据本发明的另一示例性实施例的测试环境，其用于测试一个或多个RF信号收发器。

图7描绘示例性VSG电路。

图8描绘被扫掠频率的VSG信号。

图9至13描绘在根据本发明的另一示例性实施例测试DUT时，在扫掠入射信号的频率期间所测量的反射信号功率。

具体实施方式

以下是本发明的示例性实施例在参照附图下的详细说明。这些说明旨在为说明性的而非限制本发明的范围。所述实施例充分详细地进行了描述以使得本领域的普通技术人员能够实施本发明，但应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下以某些改变来实施其他实施例。

在本公开各处，如无相反于本文的明确指示，可理解所描述的单独电路元件在数目上可为单数或复数。例如，“电路”(circuit,circuitry)一词可包括单个或多个组件，可为有源型的和/或无源型的，并且经连接或以其他方式联结(例如，作为一个或更多个集成电路芯片)以提供想要的功能。另外，“信号”可以指一个或多个电流、一个或多个电压或数据信号。在说明书附图中，类似的或相关的组件会有类似的或相关的字母、数字或文数字标志符。此外，虽然已经讨论使用离散电子电路***(优选地以一个或多个集成电路芯片的形式)的情况下实施本发明，但取决于要处理的信号频率或数据速率，可另外地使用一个或多个经适当编程的处理器来实施所述电路***的任一部分的功能。此外，在图形图解各种实施例的功能区块的情况下，所述功能区块不必一定表示硬件电路之间的分区。

下述讨论是在同步测试多个DUT的情况下。很容易理解，如下讨论的用于同时测试多个DUT的***、技术和原理可以根据本发明的示例性实施例来调整比例以用于任意多个DUT，即两个或更多个。

参照图2，测试环境10a的示例性实施例(其用于测试多个DUT20)包括测试器50(其包括信号源52，例如，向量信号产生器，或VSG，以及接收信号分析器54，例如，向量信号分析器，或VSA)、信号路由电路40、42(在下文更详细地讨论)、驻波比(SWR)传感器26、功率计28、传感器信号交换30、DUT信号交换22、以及负载电路24，其标称实际阻抗等于特性RF电路阻抗(例如，50或75欧姆)。第一路由电路40可实施为多路复合、交换、分配和结合电路中的一者或多者，或它们的组合，而第二信号路由电路42可实施为信号多路复合或交换电路。另选地，可使用单一路由电路实施来实现必要的信号结合和传送功能。同样地，也可根据众所周知的技术，使用多路复合器来实施那些被描绘为信号交换的组件。

如目前所描绘的，测试器50包括信号源52和信号分析器54，而外部电路***包括信号路由电路***40、42、SWR传感器26、功率计28、附加的交换机30、22以及负载阻抗24，加上相应的信号连接(例如，缆线和连接器)。此外，可包括交换控制电路60以及可能需要的外部控制器70以使所述***完整。然而，很容易理解，可根据众所周知的技术来设计并实施测试器50以便如所需包括所有这些组件和功能。

在测试DUT20的期间，测试器50的信号源52提供源信号53，其被可交换地提供给第一信号路由电路40(例如，N:1信号结合器/分配器)，其复制经交换的源信号43来提供多个复制信号41a、41b、…、41n。这些复制信号41作为入射信号21i传送给多个DUT20。在实际测试期间，这些复制信号41经由SWR传感器26和DUT交换22传送给DUT20(例如，在DUT接收，或RX，信号测试期间)。在所述测试期间，DUT交换22a、22b、...、22n，根据交换控制器60的交换控制信号61aa、61ab、...、61an被配置为将SWR传感器26a、26b、...、26n传送的复制信号23a、23b、...、23n传送至相应的DUT20a、20b、...、20n。

同样在此测试期间，如果期望监测入射信号21i(例如，用于源信号53的自动水平控制)的信号水平(例如，功率)，传感器交换30a、30b、...、30n可根据交换控制器60的交换控制信号61ba、61bb、...、61bn被切换以传送SWR传感器26a、26b、...、26n的相应入射感测信号27ai、27bi、...、27ni至对应的功率计28a、28b、...、28n。根据众所周知的技术，这些功率计28对由交换机30提供的入射感测信号31a、31b、...、31n进行测量来提供对应的经测量的入射感测信号数据29a、29b、...、29n，其指示以复制信号41/23的形式提供给DUT20的入射信号21i的信号水平(例如，功率)。

在测试DUT20之前或其正在被测试期间，传感器交换30，根据其交换控制信号61ba、61bb、...、61bn，将反射感测信号27ar、27br、...、27nr传送给功率计28。这些功率计28对交换的反射感测信号31a、31b、...、31n进行测量以提供对应的测量数据29a、29b、...、29n，其指示在DUT20的测试期间任何存在的反射信号分量的水平(例如，功率)。换句话讲，这些测量数据29指示提供给DUT20a、20b、...、20n的入射复制源信号23a、23b、...、23n的任何因DUT信号路径21a、21b、...、21n或DUT20a、20b、...、20n中的一者出现开路、短路或不匹配阻抗的情形而被反射的部分。

为了确认RF信号路径21a、21b、...、21n至DUT20(以及DUT20内部的输入信号路径)的连接完整性，DUT交换机22a、22b、...、22n被交换(例如，如上所述在入射和反射信号测量之前、期间或之后)，以便将负载阻抗24端接SWR传感器26，理想的做法是其并联至电路接地的无感电阻，其电阻值等于DUT特性阻抗(例如，50或75欧姆)。因此，将复制源信号23a、23b、...、23n端接特性负载阻抗24，这样做应会产生反射信号分量21r，当利用SWR传感器26的反向(或反射)信号感测能力测量时，其具有本质上较小的量值(例如，理想地为零，然而可能发生一些入射信号泄漏的情形，从而无法获得零测量值)。为了对此进行确认，以及为根据所述相应的负载(或端接)阻抗24a、24b、...、24n来建立单独的参考反射信号值，传感器交换机30被交换，以便将反射感测信号27ar、27br、...、27nr传送至功率计28。如前所述，功率计28对这些经交换的信号31a、31b、...、31n(其现在为反射感测信号)进行测量，以提供反射感测信号数据29a、29b、...、29n，其指示任何反射信号分量21r(例如，起因于RF信号路径21a、21b、...、21n至DUT20和/或DUT20内部的输入信号路径的非零s₁₁分量)的信号水平。如下文所详述，可将这些参考反射信号数据与DUT20的RX测试期间测量的反射信号数据进行比较。

参照图3，测试环境10b的另一示例性实施例包括具体地用于入射感测信号的功率计28ai、28bi、...、28ni以及具体地用于由SWR传感器26a、26b、...、26n提供的反射感测信号的功率计28ar、28br、...、28nr，如上所讨论。如前所述，提供测量的入射感测信号数据29ai、29bi、...、29ni和测量的反射感测信号数据29ar、29br、...、29nr且其分别指示入射21i和反射21r信号的信号水平。

参照图4，测试环境10c的另一示例性实施例包括分开的功率计28ai、28bi、...、28ar、28br、...，如上所讨论的关于图3的测试环境10b。不过，由SWR传感器26a、26b、...传送的复制源信号23a、23b、...是在无介入的DUT交换机22和负载阻抗24(图2和图3)的情况下经由信号路径21a、21b、...直接提供给DUT20a、20b、...。取而代之地，入射21i和反射21r信号由SWR传感器26监测并提供对应的功率计数据29，其指示入射21i和反射21r信号的信号水平，如上所讨论。在该测试环境10c中，用于分别比较DUT测试信号和测量的入射29ai、29bi、...和反射29ar、29br、...信号数据的参考入射29pi和反射29pr信号水平数据使用单独的SWR传感器26p和负载阻抗24p提供。如前所述，SWR传感器26p提供入射感测信号27pi和反射感测信号27pr供相应功率计28pi、28pr测量，以提供参考测量的入射信号数据29pi和参考测量的反射信号数据29pr。(另选地，可共享使用具有交换器的功率计，如图2的测试环境10a所示。)

参照图5，用于监测各种测量信号数据的电路可包括比较电路80和内存电路82，基本上如所示相互连接。

当在图2的测试环境10a下使用时，比较电路80可接收和比较所测量的信号数据29a、29b、...、29n，其包括通过SWR传感器26a、26b、...、26n的入射21i和反射21r信号分量的信号水平的代表数据，同时复制源信号23a、23b、...、23n被传送至其相应的负载阻抗24a、24b、...、24c和DUT20a、20b、...、20n，如上所讨论，这些测量的信号数据可与预定或预先定义的信号阈值进行比较。当一个或多个这些测量的信号数据是指示一个或多个所述信号阈值已被超过或穿越(即，测量的信号数据值由小于变为大于或是由大于变为小于信号值阈值之处，所述情况可能发生于将DUT20***或连接至测试环境10和/或开始通电至DUT20)，可提供一个或多个信号81来用于各种用途或目的，诸如记录所述事件、启动或触发DUT20的测试，或是警示测试器50、控制器70(图2至图4)或测试操作人员(未显示)用于启动或换句话讲控制所述测试序列的进程(详述于下文)。内存电路***82可用于储存所述经测量的信号数据和测试结果以便稍后根据需要来使用(例如，用于监测测试环境随时间的状况，如下文所详细讨论)。

在图3的测试环境10b中，以类似方式使用比较电路***80。在该示例中，接收的经测量的信号数据29a、29b、...、29n包括经测量的入射信号数据29ai、29bi、...、29ni和反射信号数据29ar、29br、...、29nr。

在图4的测试环境10c中，以类似的方式使用比较电路***80，并附加地接收经测量的参考入射信号数据29pi和经测量的参考的反射信号数据29pr。如前所述，可比较并使用这些经测量的信号数据来确定预定的或预先定义的信号阈值是否已被穿越，从而指示DUT信号路径被短路或开路或者在信号路径或DUT内不匹配的阻抗的可能性。

根据另一示例性实施例，可以其他方式使用涉及反射RF信号的测量值来确定DUT至测试信号路径的连接性。

参照图6，在典型的测试环境100中，如上所讨论，测试器150包括VSG152，其提供用于测试DUT120的RF测试信号151。该测试信号151是经由信号分配和结合电路***104以及缆线信号路径121(通过连接器121a机电式地耦合至测试器150和DUT)被传送至DUT120。(对本领域的普通技术人员而言显而易见的是，信号分配和结合电路104提供类似于SWR传感器26(图2至图4)所提供的信号耦合，但不需要所述耦合信号的指向性。)同样地，在信号路径121和DUT120之间常常以串联方式使用RF信号衰减器102，其目的在于改善在DUT120和信号路径121和测试器150之间的阻抗匹配。

根据众所周知的原理，在信号路径121和DUT120(以及衰减器102)之间的阻抗不匹配导致响应入射信号121i时会产生反射信号121r。所述反射信号121r是在信号结合和分配电路104中被分配，从而产生反射信号分量151r，其结合经分配的入射信号分量151i来产生结合的RF信号131，并且由功率检测器128检测并测量所述信号。如下文所详述，功率检测器128测量该结合信号131会产生测量的功率信号129，其指示经测量的RF信号131的振幅和相位。根据DUT120是否为连接，反射信号121r及其测量的分量151r的量值和相位会因此不同，并且其可被感测(或测量)以检测在测试环境100内DUT120的连接为适当还是不适当。

针对测试目的的潜在顾虑是以下事实：入射151i和反射151r信号分量起源于相同的来源并且因此所述信号彼此相关。因此，当所述信号为同相位时，功率检测器128会看见这些信号151i、151r的总和131。当所述信号反相的时候，结合信号131的范围为从这些信号151i、151r的量值之间的部分加和到全差，这取决于所述信号彼此的相位差。

例如，若使用6dB信号衰减器102，则RF信号缆线121的回流损失为15dB，而VSG152提供的入射信号121i具有-10dBm的信号功率。在DUT120未连接的情况下，回流损失接近12dB，而在DUT120连接的情况下，***回流损失主要来自RF缆线121并为大约15dB。对入射151i和反射151r信号分量的相位相互对准的简单实例而言，相对于未连接DUT120时(-10dBm–12dB＝-22dBm)，功率检测器128在连接DUT120时将测量到较低功率(-10dBm–15dB＝-25dBm)。换句话讲，在DUT120连接之前，反射信号121r并未与入射信号121i同相，但是在DUT120连接之后，反射信号121r虽然是较小，但是现在已与入射信号121i同相，从而产生较高功率的反射信号131，其通过功率检测器128测量。因此，反射信号131被检测的功率取决于信号相位以及信号回流损失。

另选地，可使用定向耦合器来取代信号结合和分配电路***104。在这种情况下，不会出现入射信号分量151i，仅有反射信号分量151r是由功率检测器128测量。这有助于测试，因为反射信号分量可被隔离来进行测量。然而，所述测量能力仍受限于全体的***回流损失。因此，如果所述***回流损失并非以DUT120的回流损失为主(例如，更优选的匹配衰减器102串联地连接DUT120，其提供的回流损失优于RF缆线121和测试器150的总和)，测试器150可能无法确定DUT120是否连接或何时被连接。然而，根据本发明的另一实施例，入射121i和反射121r信号的信号相位可以所述方式控制，以允许所述功率检测器确定DUT120是否连接和是否出现于测试环境100，无关于因RF缆线121、DUT120和信号衰减器102的***回流损失。如下所详细讨论，在一段最小频率范围内，与所述测试信号路径的有效波长相关，通过改变入射信号的频率可有效地控制所述入射和反射信号的相位。

参照图7，典型的VSG152a包括数字和模拟子***。通过相应的数位增频变频器(DUC)202i、202q、低通滤波器204i、204q和混频器206i、206q来处理同相的201i和正交相位的201q信号。通过低通滤波器204i、204q来滤波所述频率增频变频信号203i、203q。通过混频器206i、206q将经滤波的信号205i、205q进一步增频转换，所述混频器使用相应的同相213i和正交相位的213qRF信号，其是由移相器212提供且根据由LO信号源210提供的区域振荡器(LO)信号211。信号求和电路***208结合所得的增频变频信号207i、207q。数字模拟转换器(DAC)214转换所述结合的信号209将其从数字形式转换为模拟信号215。混频器218根据另一个LO信号源216提供的另一个LO信号217进一步增频所得的模拟中频(IF)信号。所得的RF信号219用作VSG输出信号151(图6)。

如上所述，通过扫掠VSG输出信号219的频率可有效地控制入射121i和反射121r信号(图6)的信号相位。虽然改变载波信号217的频率是相对地迟缓，但可轻易地控制同相的201i和正交相位的201q基频信号的频率(例如，通过扫掠数字数据波形的频率)来扫掠在VSG152a的基频频宽之内的频率范围。可单独扫掠所述基频信号频率，或是，另选地或附加地，也可根据众所周知的技术扫掠IFLO信号211频率(例如，根据控制信号211c)。

参照图8，根据示例性实施例，输出信号219的频率可如所示随时间改变。根据示例性实施例，该信号219为具有固定振幅的正弦波。如此例所示，其频率为时间函数，所述函数的信号周期为1000微秒，在此周期之内，其频率范围扩及60MHz。

如上文所讨论，测试器150和DUT120经由测试缆线121连接。根据该缆线121的各种物理特性(是本领域中众所周知的)，所述缆线具有物理长度以及以信号波长表示的有效长度。关于所述测试信号的频率范围，当处于较低的频率时，所述信号会经由缆线传播且经历N个信号循环，对此，通过加倍反射信号121r的有效缆线长度可决定所述数目N。当处于较高频率时，由于信号波长较短，所述测试信号会经历更多的信号循环，例如，N+M个。如果对于频率为所述信号所经历N个信号循环者，入射151i和反射151r信号分量在功率检测器128是同相，则对于频率为所述测试信号经历N+1个信号循环者，所述信号分量151i、151r在功率检测器128处也会同相。因此，因为在产生N个信号循环至N+1个信号循环的频率范围内，所述频率扫掠优选地为连续的，入射151i和反射151r信号分量会经历包括同相、空相位或抵销以及其间的所有相位的信号状态。

参照图9，所造成的循环效果导致结合的信号131具有如所示的入射151i和反射151r信号分量的同相、抵销、同相、抵销等等。这将得到为时间函数的功率读数，如所示。由于经过设计的信号样式，该实际上为具有两种信号周期类型的信号功率与信号频率关系。对于信号扫掠周期为1000微秒的示例性实施例，所得的功率测量在3000微秒的时间内具有三个功率信号周期，其是由频率扫掠周期所导致。在较长的周期之内，我们可看到循环进行，其由被扫掠的频率范围以及测试缆线121的长度支配。(另选地，可使频率在最小和最大频率之间交替地增加和减少，例如，如同三角扫掠波形而非锯齿扫掠波形来完成所述频率扫掠。)

例如，假设VSG基频的带宽为80MHz，其标称中心发送频率为6000MHz。如图8所示，使用60MHz的基频频率范围扫掠所述信号，从而在5970和60300MHz之间产生扫掠的输出信号为时间函数。就该示例，假设测试缆线121的物理长度为1.5公尺，具有66％的传播速度，从而对于5970MHz的有效波长为3.32公分，并且对于6030MHz的有效波长为3.28公分。因此，反射信号分量151r的往返距离为3米，或300厘米。因此，反射信号分量151r在6030MHz会经历300/3.28＝91.5个循环，而在5970MHz则经历300/3.345＝90.4个循环。由于此为至少一个完整的信号循环，入射151i和反射151r信号分量会经历每一种相位关系，包括波峰和波谷。

对于回流损失仅有15dB的测试***，无论是否连接DUT120，电压驻波比(VSWR)为1.43。这会产生具有信号波峰和波谷的差值为3.1dB的结合信号131，其可轻易地通过众所周知的功率检测器128观察。通过测量这些信号131的波峰和波谷，可计算所述***的回流损失(因为***回流损失基本上在扫掠的频率范围之内是固定的)。因此，因连接DUT120而导致的任何回流损失变化会反应在测量信号131功率的变化。

参照图10，当***回流损失是由一个或多个不是DUT120的因素所支配时，DUT120至测试缆线121的连接可能无法得到足够的测量的功率读数差值。然而，DUT120的连接仍会导致反射信号分量151r的相位变化。所述相位变化转而改变测量信号131功率的波峰和波谷的位置。如所示，在第三功率读数循环期间，出现骤变131b，这转而导致信号功率的波峰和波谷在时间上的偏移。因此，所得的骤然的功率读数变化指示DUT120的连接导致所述***信号的相位变化。

通过测量在多个循环期间结合的信号131功率，并关联至少两个频率扫掠循环，由信号功率的波峰和波谷的偏移可确定DUT120连接所导致的相位变化。例如，当产生频率扫掠和缆线损失超过一个信号涟波周期时，该相关性是简单地相关波峰和波谷的位置(其关于信号的频率)。对于DUT120连接导致反相(偏移180度)的极端情况，功率检测器128会看见波峰和波谷交换位置，即波峰变成波谷而波谷变成波峰。

参照图11，此类相关性的图形会如所示地出现。就该示例而言，此为图10的测量的功率信号的第一和第三周期的相关性。

基于前述的讨论，应当理解，在扫掠VSG152的基频信号的频率时(不必更改载波的频率)，可在时域(对于经过设计的信号而言，其相当于频率响应)中多个测量循环期间监测和关联结合的信号131，其包括入射151i和反射151r信号分量，以检测DUT120连接导致的回流损失和信号相位的变化。所述DUT连接的检测可用作启动测试顺序的触发器，从而避免在连接DUT120之前或连接缺陷DUT120之后执行测试顺序而浪费测试时间。

参照图12，根据示例测试环境100(图6)，假设使用完美的6dB信号衰减器102。在连接DUT120之前，所述***回流损失为12dB。在DUT120连接的情况下，***回流损失改善至18dB。(假设测试器150提供0dBm的入射信号121i。)由于连接DUT120，反射信号121r的相位并未改变。这导致不同测量之间无相位变化。12dB的回流损失产生约1.67的VSWR，并且所得的驻波会产生大于4dB(20*log1.67)的功率读数变化。当***回流损失因连接DUT120改善至18dB的时候，所述驻波变化为大约2.2dB。

参照图13，根据另一示例，假设使用完美的10dB信号衰减器102。在DUT120未连接的情况下，这产生约20dB的***回流损失。在这种情况下，测试缆线121和其他连接会支配所述***的性能，所以连接DUT120并未充分地改善***回流损失。不过，连接DUT120确实导致相位偏移270度(3*π/4弧度)。20dB的回流损失转换为约1.22的VSWR，并在功率检测器128测量中产生约1.7dB的峰-峰值摆幅。如所示，通过关联连接DUT120前后的功率检测器测量结果可轻易地观察到相位变化。

根据上述讨论可了解，电路组件、测试***架构和测试技术的各种示例性组合为RF信号收发器测试环境的各种状态以及在所述状态下的变化提供迅速、可靠且多方面的检测。例如，在所述测试环境中，通过检测反射信号的量值和相位可确定DUT的RF信号端口是否为以及何时为连接的或未连接的、所述DUT的电源是接通的或是被切断的、或是DUT的一部份的操作状态为故障的或已改变。进一步地，通过监测状态及其随时间的变化可检测测试环境自身的变化(例如，测试设备的连接与未连接、测试设备电源的接通与切断、以及由于RF信号连接器或缆线的磨耗或损坏导致回流损失恶化)。

测试环境的状态以及状态的变化的这些检测然后可作为被执行的测试的一部分或是有助于被执行的测试来执行。例如，在所述RF信号连接的机械完成且DUT开机之后，任何测量的反射信号的状态(例如，量值或相位，或两者)可用来确定所述连接和开机是否成功。即使成功，也要确定所述连接是否出现恶化的迹象或是所述DUT无法正确地开机。根据所述测量的结果，然后可决定(例如，由测试操作人员实时地或根据自动化测试程序所提出的规则)继续进行测试(例如，加载固件、施加和测量RF测试信号、测量DC操作特性等)、重做或更换RF信号连接，确认电力已正确地接通或是以测量结果的角度采取其他被认为适当的、必要的或其他可能有帮助的行动。

本发明的结构与操作方法的各种其他修改或变更，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对本领域的普通技术人员而言是显而易见的。尽管已通过特定优选实施例说明了本发明，但应当理解，如受权利要求保护的本发明不应不当地受限于所述优选实施例。我们意欲以下列的权利要求书限定本发明的范围以及所述权利要求书内的结构与方法从而涵盖所述结构与方法的等同物。

Claims

1.一种设备，其包括用于确认要同时测试的多个受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接完整性的测试***，所述设备包括：

多个信号端口，其用于耦合至多个DUT以传送多个输出RF信号和多个反射RF信号的至少一部分，其中所述多个反射RF信号中的每一者与所述多个输出RF信号中的相应一者相关；

信号路由电路，其通过提供所述多个输出RF信号来响应RF测试信号，其中所述多个输出RF信号中的每一者对应于所述RF测试信号；以及

信号感测电路，其耦合在所述信号路由电路和所述多个信号端口之间，并且通过提供分别指示所述多个输出RF信号和反射RF信号中的每一者的相应量值的多个输出感测信号和多个反射感测信号来响应所述多个输出RF信号和所述多个反射RF信号的所述至少一部分。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括测量电路，其耦合至所述信号感测电路，并且通过提供与所述多个输出感测信号和反射感测信号中的相应者相关的多个测量信号来响应所述多个输出感测信号和所述多个反射感测信号。

3.根据权利要求1所述的设备，还包括多个负载阻抗，其中所述多个信号端口中的每一者进一步用于选择性地耦合至所述多个DUT中的相应一者以及所述多个负载阻抗中的相应一者。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括：

负载阻抗；以及

附加的信号端口，其耦合至所述负载阻抗以传送所述多个输出RF信号中的一者以及与所述多个输出RF信号中的所述一者相关的另一反射RF信号，其中所述信号感测电路进一步耦合至所述附加的信号端口，并且通过提供分别指示所述多个输出RF信号中的所述一者以及所述另一反射RF信号的相应量值的另一输出感测信号和另一反射感测信号来响应所述多个输出RF信号中的一者以及所述另一反射RF信号。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括：

多个并联阻抗；以及

多个交换电路，其耦合在所述信号感测电路和所述多个信号端口和并联阻抗中的对应者之间，并且通过将所述信号感测电路耦合至所述多个信号端口和并联阻抗中的相应者来响应一个或多个控制信号。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述多个反射RF信号中的相应者具有下述中的相应者：

当所述信号感测电路耦合至所述多个并联阻抗中的所述对应者时的第一多个相应量值；以及

当所述信号感测电路耦合至所述多个信号端口中的所述对应者时的第二多个相应量值。

7.根据权利要求5所述的设备，还包括测量电路，所述测量电路耦合至所述信号感测电路，并且通过提供与所述多个输出感测信号和反射感测信号中的相应者相关的多个测量信号来响应所述多个输出感测信号和所述多个反射感测信号，其中所述多个测量信号中的相应者具有下述中的相应者：

当所述信号感测电路耦合至所述多个并联阻抗中的所述对应者时的第一多个相应值；以及

当所述信号感测电路耦合至所述多个信号端口中的所述对应者时的第二多个相应值。

8.一种确认与要同时测试的多个受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接完整性的方法，所述方法包括：

为多个DUT提供类似的多个输出RF信号，所述输出RF信号复制公用的RF测试信号；

感测所述多个输出RF信号以提供多个输出感测信号，所述多个输出感测信号指示所述多个输出RF信号中的每一者的相应量值；

接收多个反射RF信号，其中所述多个反射RF信号中的每一者与所述多个输出RF信号中的相应者相关；以及

感测所述多个反射RF信号以提供多个反射感测信号，所述多个反射感测信号指示所述多个反射RF信号中的每一者的相应量值。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括测量所述多个输出感测信号和所述多个反射感测信号以提供多个测量信号，所述多个测量信号与所述多个输出感测信号和反射感测信号中的相应者相关。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括选择性地提供所述多个输出RF信号中的相应者给下述中的一者：

多个负载阻抗中的对应一者；以及

所述多个DUT中的对应一者。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：

提供另一输出RF信号，所述输出RF信号复制所述公用RF测试信号给负载阻抗；

感测所述另一输出RF信号以提供另一输出感测信号，所述输出感测信号指示所述另一输出RF信号的量值；

接收与所述另一输出RF信号相关的另一反射RF信号；以及

感测所述另一反射RF信号以提供另一反射感测信号，所述反射感测信号指示所述另一反射RF信号的量值。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括通过将所述多个输出RF信号中的相应者交换至下列中的一者来响应一个或多个控制信号：

多个负载阻抗中的对应一者；以及

所述多个DUT中的对应一者。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个反射RF信号中的相应者具有下述中的相应者：

当所述多个输出RF信号中的所述相应者被交换至所述多个并联阻抗中的所述对应者时的第一多个相应量值；以及

当所述多个输出RF信号中的所述相应者被交换至所述多个DUT中的所述相应者时的第二多个相应量值。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括测量所述多个输出感测信号和所述多个反射感测信号以提供与所述多个输出感测信号和反射感测信号中的相应者相关的多个测量信号，其中所述多个感测信号中的相应者具有下列中的相应者：

当所述多个输出RF信号中的所述相应者被交换至所述多个并联阻抗中的所述对应者时的第一多个相应值；以及

当所述多个输出RF信号中的所述相应者被交换至所述多个DUT中的所述对应者时的第二多个相应值。

15.一种确认与一个或多个受测装置(DUT)的射频(RF)信号连接完整性的方法，所述方法包括：

提供一个或多个缆线信号路径来用于传送相应的一个或多个RF信号，包括一个或多个输出RF信号和一个或多个反射RF信号，其中所述一个或多个反射RF信号中的每一者与所述一个或多个输出RF信号中的相应一者相关；

经由所述一个或多个相应的缆线信号路径为一个或多个DUT提供所述一个或多个输出RF信号，所述输出RF信号具有在频率范围内变化的标称输出RF信号频率，所述频率范围包括最小和最大标称输出RF信号频率；以及

经由所述一个或多个相应的缆线信号路径接收一个或多个反射RF信号，并且对其响应以提供一个或多个测量的反射信号，所述反射信号指示下述中的一者或多者，

所述一个或多个反射RF信号中的每一者的相应信号量值与时间关系；以及

所述一个或多个反射RF信号中的每一者的相应信号相位与时间关系。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述提供用于传送相应一个或多个RF信号的一个或多个缆线信号路径包括为所述一个或多个缆线信号路径中的每一者提供在所述最小标称输出RF信号频率下具有N个信号循环且在所述最大标称输出RF信号频率下具有至少N+0.5个信号循环的相应有效缆线长度。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述提供所述一个或多个输出RF信号包括：

产生一个或多个基频信号；以及

将所述一个或多个基频信号转换为所述一个或多个输出RF信号。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述产生一个或多个基频信号包括产生所述一个或多个基频信号，所述一个或多个基频信号具有：

与所述最小和最大标称输出RF信号频率中的一者相关的最小标称基频信号频率；以及

与所述最小和最大标称输出RF信号频率中的另一者相关的最大标称基频信号频率。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述将所述一个或多个基频信号转换为所述一个或多个输出RF信号包括：

将所述一个或多个基频信号转换为一个或多个中频(IF)信号；以及

将所述一个或多个IF信号转换为所述一个或多个输出RF信号。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述将所述一个或多个基频信号转换为一个或多个中频(IF)信号包括提供所述一个或多个IF信号，所述一个或多个IF信号具有：

与所述最小和最大标称输出RF信号频率中的一者相关的最小标称IF基频信号频率；以及

与所述最小和最大标称输出RF信号频率中的另一者相关的最大标称IF信号频率。

21.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在将所述一个或多个DUT中的一者连接至所述一个或多个相应的缆线信号路径中的所述一者之前，经由所述一个或多个相应的缆线信号路径中的一者接收所述一个或多个反射RF信号中的一者；

在所述一个或多个DUT中的所述一者连接至所述一个或多个相应的缆线信号路径中的所述一者之后，经由所述一个或多个相应的缆线信号路径中的所述一者接收所述一个或多个反射RF信号中的所述一者；以及

比较来自所述所述一个或多个DUT中的所述一者连接至所述一个或多个相应的缆线信号路径中的所述一者之前和之后的所述测量的反射感测信号的对应者。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述比较来自所述一个或多个DUT中的所述一者连接至所述一个或多个相应的缆线信号路径中的所述一者之前和之后的所述测量的反射感测信号中的对应者包括比较所述下列中的一者或多者：

来自所述连接之前和之后的相应的信号量值与时间关系；以及

来自所述连接之前和之后的相应的信号相位与时间关系。