DE10162544A1 - Dynamikbereichserweiterungsvorrichtung und -verfahren - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein System erweitern die Dynamikbereichsmessungen, die an einem Testobjekt durchgeführt werden. Die Vorrichtung und das Verfahren kompensieren die nichtidealen Charakteristika der Meßsystemelemente. Ferner ermöglichen die Vorrichtung, das Verfahren und das System Messungen einer Verzerrung eines niedrigen Pegels und verbessern die Genauigkeit derartiger Messungen unter Verwendung eines neuartigen Aufhebungssignallösungsansatzes. Die Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung weist ein Eingangstor zum Annehmen eines Eingangstestsignals von einer Signalquelle und ein Ausgangstor zum Liefern eines Ausgangssignals an einen Meßprozessor auf. Die Vorrichtung weist einen Signalteiler an ihrem Eingang, eine Aufhebungsbahn, eine Testbahn und einen Signalkombinierer an ihrem Ausgang auf. Das System weist eine Signalquelle, die dem Eingang der Vorrichtung ein Eingangssignal liefert, und einen Meßprozessor an dem Ausgang der Vorrichtung auf. Bei der bzw. dem Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung, -verfahren und -system wird ein Signal von der Eingangssignalquelle durch den Signalteiler in zwei Signale geteilt. Ein erstes geteiltes Signal durchläuft den Aufhebungsweg, wo es phasenverschoben wird, um ein Aufhebungssignal zu erzeugen. Ein zweites geteiltes Signal durchläuft den Testweg, wo es an das Testobjekt angelegt wird, um ein Antwortsignal zu erzeugen, das gedämpft wird. An den jeweiligen Ausgängen des Aufhebungsweges bzw. des Testweges werden das ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Meßsysteme. Insbesondere be­ zieht sich die Erfindung auf ein Erweitern des dynamischen Bereichs von Messungen von Signalen niedrigerer Leistung beim Vorliegen von Signalen höherer Leistung.

Ein kritischer Aspekt beim Entwurf und bei der Herstellung moderner Kommunikations- und verwandter Signalübertragungs­ systeme ist die Messung und Charakterisierung einer Signal­ verzerrung, die durch die Elemente, die das System bilden, eingebracht wird. Alle Systemelemente, ganz besonders akti­ ve Vorrichtungen, wie z. B. Verstärker, weisen nichtideale Betriebscharakteristika auf. Diese nichtidealen Betriebs­ charakteristika können die Signale, die die Elemente des Systems durchlaufen oder durch diese verarbeitet werden, verzerren, und tun dies auch. Die durch die nichtidealen Charakteristika der Systemelemente eingebrachte Signalver­ zerrung beeinträchtigt oft den Betrieb des Systems. Mes­ sung, Charakterisierung und Steuerung einer systemelement­ bezogenen Verzerrung sind bei den meisten Übertragungssy­ stementwurfs- und -herstellungsaktivitäten von höchster Be­ deutung.

Moderne Kommunikationssysteme, vor allem Breitbandsysteme des neuesten Entwicklungsstandes, sind in bezug auf Signal­ verzerrung und ihre Auswirkung auf die Leistung besonders empfindlich. Diese Systeme und ihre Entwickler sehen sich ständig wachsenden Erfordernissen einer größeren Bandbreite in einem finiten Spektrum gegenüber und müssen somit mit immer enger gefaßten Spezifikationen, die mit systemele­ mentbezogener Signalverzerrung zusammenhängen, ringen. Die Fähigkeit, eine genaue Messung und Charakterisierung der Stimulus-/Antwortverzerrungseffekte von in dem System ver­ wendeten Vorrichtungen und Elementen durchzuführen, ist ei­ ne essentiell wichtige Betrachtung beim Bestimmen der letztendlichen Leistungsfähigkeit des Systems.

Unter den nichtidealen Charakteristika, die in Kommunikati­ onssystemen verwendete typische Vorrichtungen aufweisen, stehen nichtlineare Effekte an erster Stelle. Ein nichtli­ nearer Effekt wird als das Stimulus-/Antwortverhalten einer Vorrichtung definiert, das nicht vollständig durch eine li­ neare Gleichung beschrieben wird. Im allgemeinen führen nichtlineare Effekte zu Signalverzerrungen in Form eines Störfrequenzantwort. Das heißt, daß die Vorrichtung durch ihren Betrieb in das Signal, das die Vorrichtung durch­ läuft, Spektralkomponenten einbringt, die unerwünscht sind und mit dem linearen Betrieb dieser Vorrichtung nicht ver­ einbar sind. Bei Vorrichtungen, die als linear oder nahezu linear klassifiziert werden, sind Leistungspegel, die den Störantworten zugeordnet sind, im allgemeinen viel niedri­ ger oder geringer als die des primären oder linearen Ant­ wortsignals. Beispielsweise kann eine Störung dritter Ord­ nung von einer Zweitonmessung -60 dBc für einen gegebenen Signalleistungspegel bezüglich des linearen Antwortsignals sein. Mit anderen Worten ist der Störpegel 1.000.000 mal geringer als das gewünschte lineare Antwortsignal. Obwohl jedoch die Störantwort einer gegebenen Vorrichtung im Ver­ gleich zu ihrer linearen Antwort oft sehr gering ist, kann die Störantwort eine tiefgreifende Auswirkung auf das Ver­ halten des Systems als Ganzes haben.

Es wird eine Anzahl von herkömmlichen Messungsmethodologien verwendet, um das nichtlineare Verhalten von Vorrichtungen, die in einem Kommunikationssystem verwendet werden, zu mes­ sen und zu charakterisieren. Die meisten dieser Messungsme­ thodologien versuchen entweder, einen Aspekt des nichtli­ nearen Verhaltens einer Vorrichtung direkt zu messen, oder versuchen, durch ein indirektes Mittel auf das nichtlineare Verhalten zu schließen. Im allgemeinen konzentrieren sich die indirekten Methodologien darauf, die Auswirkung der Nichtlinearitäten der Vorrichtung auf einen gewissen Aspekt des Systemverhaltens zu messen und werden deshalb oft als "Systemebene"-Messungen bezeichnet. Unter den Direktmes­ sungsmethodologien finden sich der 1-dB- Kompressionspunkttest, die Zweiton- und Mehrtonintermodula­ tionsantworttests und Sättigungsleistungstests. Indirekte oder Systemebenemessungen umfassen Dinge wie die Messung der Bitfehlerrate, Augenmuster oder Augendiagramme und das Nachbarkanalleistungsverhältnis (ACPR; ACPR = adjacent channel power ratio). Das ACPR ist besonders wichtig für moderne Systeme mit Breitbandcodemultiplexzugriff (W-CDMA; W-CDMA = wideband code division multiple access).

Der 1-dB-Kompressionspunkttest mißt den Punkt, an dem ein Eingabe- oder Stimulusleistungspegel eine Ausgangslei­ stungspegelantwort erzeugt, die um 1 dB von einer linearen Antwort abweicht. Die Zweiton- und Mehrtontests messen den relativen Pegel eines bestimmten Störantwort oder eines Satzes von Antworten, die mit dem Pegel der linearen oder fundamentalen Antwort verglichen werden. Diese Tests werden verwendet, um die sogenannten Abfangpunkte der zweiten Ord­ nung, dritten Ordnung und n-ten Ordnung bei Verstärkern vorauszusagen oder abzuleiten. Der Sättigungsleistungstest mißt das Verhalten der Vorrichtung bei sehr hohen Eingangs­ leistungspegeln. Wie oben gesagt wurde, versuchen alle die­ se Direktmessungsmethodologien, sich auf eine bestimmte nichtlineare Charakteristik (z. B. Abfangpunkt der zweiten Ordnung) zu konzentrieren. Im allgemeinen werden die gemes­ senen nichtlinearen Charakteristika verwendet, um die Aus­ wirkung abzuleiten, die das nichtideale Verhalten einer Vorrichtung auf ein Signal hat, das durch das System, das die Vorrichtung enthält, verläuft.

Im Gegensatz dazu konzentrieren sich die indirekten Messun­ gen auf einen Verhaltensparameter auf Systemebene. Bei den Methodologien einer indirekten Messung wird die Gesamtsumme aller nichtlinearen Verhaltenscharakteristika einer Vor­ richtung insofern gleichzeitig getestet oder gemessen, als sie den gemessenen Verhaltensparameter beeinflussen. Bei­ spielsweise charakterisiert ein Bitfehlerratentest, wie ei­ ne Vorrichtung oder eine Reihe von Vorrichtungen die Rate von Bitfehlern bei diversen Stimulus- Signal/Rauschverhältnissen (SNR; SNR = signal-to-noise ra­ tio) für ein Digitalübertragungssystem beeinflußt bzw. be­ einflussen. Das ACPR mißt die Menge an Leistung, die infol­ ge des nichtidealen Verhaltens eines Testobjekts (DUT; DUT = device under test) von einem Kanal eines Systems zu einem benachbarten Kanal "leckt". Im allgemeinen wird kein Ver­ such unternommen, zu identifizieren, welche Auswirkung ei­ nes nichtidealen Verhaltens des DUT das beobachtete Verhal­ ten in den indirekten Messungen bewirkt. Andererseits sind die durch die indirekten Messungen erzeugten Daten im all­ gemeinen enger auf die tatsächlichen Verhaltensparameter des Systems als Ganzes bezogen.

Bei den Methodologien sowohl der direkten als auch der in­ direkten Messung besteht das Ziel darin, den Verhaltenspa­ rameter genau zu messen und diesen gemessenen Wert mit ei­ ner Systemspezifikation zu vergleichen oder aus dem gemes­ senen Verhaltensparameter ein Systemverhalten vorherzusa­ gen. Die Empfindlichkeit, der Dynamikbereich und die Genau­ igkeit solcher Messungen ist für Systementwickler und Sy­ stemhersteller immer von Belang.

Die Schwierigkeit, auf die man bei vielen Meßsystemen trifft, die verwendet werden, um die direkten und indirek­ ten Messungen des Geräteverhaltens durchzuführen, besteht darin, daß die zum Durchführen der Messungen verwendeten Meßsysteme oft selbst inhärente nichtlineare und/oder Stör­ verhaltenscharakteristika aufweisen. Das inhärente, nicht­ ideale Verhalten der Meßsysteme kann den Dynamikbereich und die Genauigkeit der durchgeführten Tests begrenzen.

Beispielsweise kann ein Paar von Signalgeneratoren, die in einem Zweitontest verwendet werden, unerwünschte harmoni­ sche Signale in dem Frequenzbereich des Intermodulations­ produkts, das gerade gemessen wird, erzeugen. Das Vorhan­ densein dieser Störsignale kann den Minimalpegel eines ge­ gebenen Intermodulationsprodukts, der durch das Meßsystem gemessen werden kann, beschränken. In dem Meßsystem verwen­ dete Vorverstärker und Detektoren können nichtlineare Ver­ haltenscharakteristika aufweisen, die Störsignale erzeugen, die die beabsichtigten Messungen beeinträchtigen. Zumindest kann es schwierig oder unmöglich sein, in der Gegenwart ei­ nes großen linearen Antwortsignals genaue Messungen der Am­ plitude oder des Leistungspegels kleiner oder sehr kleiner Signale durchzuführen.

Diese inhärenten nichtidealen Charakteristika des Meßsy­ stems bedeuten, daß die Empfindlichkeit oder der Minimalpe­ gel der mit demselben durchgeführten Messungen instrumen­ tenbeschränkt ist. Die ideale Situation ist die, über Mes­ sungen zu verfügen, die DUT-beschränkt sind und nicht in­ strumentenbeschränkt, da die nichtidealen Charakteristika des DUT von Interesse sind. Das letztendliche Ergebnis des Vorliegens nichtidealer Charakteristika in dem Meßsystem ist eine effektive Beschränkung des Dynamikbereichs des Meßsystems, die somit die Fähigkeit des Systems, eine ge­ naue Messung von DUT-bezogenen Verzerrungssignalen eines sehr niedrigen Pegels durchzuführen, beschränkt.

Fig. 1A veranschaulicht ein Blockdiagramm eines herkömmli­ chen Meßsystems, das sowohl für direkte als auch für indi­ rekte Messungen verwendet werden kann. Das Meßsystem weist eine Signalquelle und einen Meßprozessor auf. Das Testob­ jekt (DUT) ist zwischen die Signalquelle und den Meßprozes­ sor geschaltet. Die Signalquelle erzeugt ein Testsignal. Das Testsignal wird an das DUT angelegt. Der Meßprozessor empfängt und verarbeitet das Signal, nachdem es das DUT durchläuft. Beispiele typischer Signalquellen umfassen spannungsgesteuerte Oszillatoren, Signalsynthetisierer und Generatoren eines willkürlichen Signalverlaufs. Typische Meßprozessoren umfassen Leistungsmesser, Oszilloskope und Spektrumanalysatoren. Fig. 1B veranschaulicht ein typisches Ergebnis von einer Zweitonmessung. Während das in Fig. 1A veranschaulichte Blockdiagramm eine Übertragungsmessung des DUT zeigt, erkennt ein Fachmann ohne weiteres, daß mit ge­ ringfügigen Modifikationen ein ähnliches Meßsystem auch für Reflexionsmessungen verwendet werden könnte.

Dementsprechend wäre es vorteilhaft, über eine Vorrichtung und ein Verfahren zu verfügen, die die nichtidealen Charak­ teristika der Meßsystemelemente kompensieren. Insbesondere wäre es vorteilhaft, über eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zu verfügen, die ein Messen sehr geringer Störsignalpe­ gel ohne oder mit geringer Beeinträchtigung seitens des li­ nearen Antwortsignals und seitens Störsignalen von der Si­ gnalquelle ermöglichen. Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren würden den Dynamikbereich vorhandener Meßsysteme erweitern, Niedrigpegelverzerrungsmessungen er­ möglichen und die Genauigkeit der damit durchgeführten Mes­ sung verbessern. Eine bzw. ein solche(s) Dynamikbereicher­ weiterungsvorrichtung und -verfahren würde einen seit lan­ gem bestehenden Bedarf in den Bereichen Kommunikations- und Signalübertragungssystemgerätetests, -messung und -charakterisierung decken.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor­ richtung, ein Verfahren und ein Meßsystem zu schaffen, mit denen zuverlässige, flexible Messungen eines Testobjekts erfolgen können.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 12 sowie ein Meßsystem gemäß Anspruch 19 gelöst.

Die vorliegende Erfindung ist eine neuartige Dynamikbe­ reicherweiterungsvorrichtung und ein neuartiges Dynamikbe­ reicherweiterungsverfahren, die die nichtidealen Charakte­ ristika von Meßsystemelementen, die Messungen eines Testob­ jekts beeinträchtigen können, kompensieren. Insbesondere ermöglichen die Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung und das Dynamikbereicherweiterungsverfahren der vorliegenden Erfindung Niedrigpegelverzerrungsmessungen des Testobjekts und verbessern die Genauigkeit solcher Messungen unter Ver­ wendung eines neuartigen Aufhebungssignalansatzes.

Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Dyna­ mikbereicherweiterungsvorrichtung vorgesehen. Die Dynamik­ bereicherweiterungsvorrichtung erweitert den dynamischen Bereich von an dem Testobjekt durchgeführten Messungen. Die Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung der vorliegenden Er­ findung weist ein Eingangstor zum Annehmen eines Eingangs­ testsignals aus einer Signalquelle und ein Ausgangstor zum Liefern eines Ausgangssignals an einen Meßprozessor auf. Die Vorrichtung weist ferner einen Signalteiler auf, der einen Eingang und zwei Ausgänge aufweist. Die Vorrichtung weist ferner einen Aufhebungsweg, bei dem ein Eingang mit einem ersten Ausgang des Signalteilers verbunden ist, und einen Testweg auf, bei dem ein Eingang mit einem zweiten Ausgang des Signalteilers verbunden ist. Die Vorrichtung weist ferner einen Signalkombinierer auf, bei dem ein er­ ster Eingang mit einem Ausgang des Aufhebungswegs verbunden ist und ein zweiter Eingang mit einem Ausgang des Testwegs und einem Ausgang verbunden ist. Der Signalteiler ist zwi­ schen dem Eingangstor der Vorrichtung und den Eingängen der Test- und Aufhebungswege angeordnet. Der Signalkombinierer ist zwischen den Ausgängen der Test- und Aufhebungswege und dem Ausgangstor der Vorrichtung angeordnet. Das Testobjekt wird während eines Meßzyklus in den Testweg eingebracht.

Bei der Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung der vorlie­ genden Erfindung wird ein Signal von der Quelle durch den Signalteiler in zwei Signale geteilt, wobei ein erstes ge­ teiltes Signal den Aufhebungsweg durchläuft und ein zweites geteiltes Signal den Testweg durchläuft. Das erste geteilte Signal, oder Aufhebungssignal, wird durch den Aufhebungsweg phasenverschoben. Das zweite geteilte Signal, oder Testsi­ gnal, durchläuft das Testobjekt, wobei ein Antwortsignal erzeugt wird, das ein(en) Haupt- oder Linearantwortteil oder -signal und ein(en) Verzerrungsteil oder -signal um­ faßt. Das Antwortsignal wird in dem Testweg, in dem die Dämpfung bei dem Testobjekt ungefähr gleich einer Verstär­ kung ist, gedämpft. An den Ausgängen des Aufhebungswegs bzw. des Testweges werden das Aufhebungssignal und das ge­ dämpfte Antwortsignal durch den Signalkombinierer kombi­ niert, bevor sie an den Meßprozessor geliefert werden. Vor­ teilhafterweise hebt das Aufhebungssignal einen Teil des linearen Antwortteils oder den gesamten linearen Antwort­ teil des Antwortsignals auf oder entfernt diesen, während es den Verzerrungsteil des Antwortsignals beläßt. Durch Aufheben des linearen Antwortsignals kann die vorliegende Erfindung die Dynamikbereichanforderungen des Meßprozessors verringern. Überdies kann ein Teil bzw. können alle der in dem Eingangstestsignal aus der Signalquelle vorhandenen nichtidealen Störsignale auf ein Signalkombinieren hin ebenfalls durch das Aufhebungssignal aufgehoben werden.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erweitern eines Dynamikbereichs einer Messung, die an einem Testobjekt durchgeführt wird, vorge­ sehen. Das Verfahren weist den Schritt des Teilens eines Eingangstestsignals in ein erstes Signal und ein zweites Signal auf. Das erste Signal tritt in einen Aufhebungsweg ein, wo es phasenverschoben wird, um ein Aufhebungssignal zu erzeugen. Das zweite Signal tritt in einen Testweg ein, wo es an das Testobjekt angelegt wird, um ein Antwortsignal zu erzeugen, das ein(en) Haupt- oder Linearantwortteil oder -signal und ein(en) Verzerrungsantwortteil oder -signal enthält. Das Antwortsignal wird daraufhin gedämpft. Das Verfahren weist ferner den Schritt des Kombinierens des Aufhebungssignals und des gedämpften Antwortsignals, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, auf. Der Schritt des Kombinie­ rens des Aufhebungssignals mit dem gedämpften Antwortsignal führt zu dem Ausgangssignal, bei dem der Haupt- oder Line­ arantwortteil zum großen Teil aufgehoben oder in bezug auf seinen Pegel zumindest stark reduziert ist, während der Verzerrungsantwortteil vorteilhafterweise relativ wenig be­ troffen ist. Somit kann das Niedrigpegelverzerrungsantwort­ signal des Testobjekts unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung leichter gemessen werden.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Meßsystem, das einen erweiterten Dynamikbereich und ei­ ne verbesserte Meßgenauigkeit für Messungen von Niedrigpe­ gelverzerrungssignalen, die durch ein Testobjekt erzeugt werden, vorgesehen. Das Meßsystem weist eine Signalquelle zum Erzeugen eines Eingangstestsignals, eine Vorrichtung zum Erweitern eines Dynamikbereichs und einen Meßprozessor zum Verarbeiten eines Ausgangssignals aus der Vorrichtung auf. Die Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung weist ein Eingangstor und ein Ausgangstor auf. Ein Ausgang der Si­ gnalquelle ist mit dem Eingangstor der Vorrichtung verbun­ den, und ein Eingang des Meßprozessors ist mit dem Aus­ gangstor der Vorrichtung verbunden. Die Vorrichtung weist einen Signalteiler auf, der einen Eingang und zwei Ausgänge aufweist. Die Vorrichtung weist ferner einen Aufhebungsweg, bei dem ein Eingang mit dem ersten Ausgang des Signaltei­ lers verbunden ist, und einen Testweg auf, bei dem ein Ein­ gang mit dem zweiten Ausgang des Signalteilers verbunden ist. Die Vorrichtung weist ferner einen Signalkombinierer auf, bei dem ein erster Eingang mit einem Ausgang des Auf­ hebungswegs verbunden ist und ein zweiter Eingang mit einem Ausgang des Testwegs und einem Ausgang verbunden ist.

Die Vorrichtung zum Erweitern eines Dynamikbereichs emp­ fängt das Eingangstestsignal von der Signalquelle, und der Signalteiler teilt das Signal in zwei Signale. Ein erstes geteiltes Signal durchläuft den Aufhebungsweg, und ein zweites geteiltes Signal durchläuft den Testweg, wo das Testobjekt zum Zwecke einer Messung eingebracht wird. Das zweite geteilte Signal wird an das Testobjekt in dem Test­ weg angelegt. Das Testobjekt erzeugt ein Antwortsignal, das an dem Ausgang des Testweges gedämpft wird. Das erste ge­ teilte Signal wird phasenverschoben, um an dem Ausgang des Aufhebungsweges ein Aufhebungssignal zu erzeugen. Das Auf­ hebungssignal und das gedämpfte Antwortsignal von dem Test­ weg werden in dem Signalkombinierer kombiniert, um an dem Ausgangstor der Vorrichtung ein Ausgangssignal zu erzeugen. Das Ausgangssignal von der Vorrichtung wird durch den Meß­ prozessor empfangen. Der Meßprozessor nimmt das Ausgangssi­ gnal an und mißt die Niedrigpegelverzerrungssignale in dem Ausgangssignal.

Die bzw. das Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung, -verfahren und -system der vorliegenden Erfindung sind zu einem Breitbandbetrieb fähig. Eine Prototypvorrichtung und ein Prototypsystem wurden mit einem Nennfrequenzbereich von DC - 8 GHz konstruiert. Bei der vorliegenden Erfindung be­ steht jedoch keine Beschränkung eines solchen Frequenzbe­ reichs. Überdies können die bzw. das Dynamikbereicherweite­ rungsvorrichtung, -verfahren und -system den Bedarf an Hochleistungssignalquellen und Hochleistungsmeßprozessoren (z. B. Spektrumanalysatoren) verhindern, während sie es dennoch ermöglichen, daß Messungen mit hoher Genauigkeit und mit einem hohen dynamischen Bereich durchgeführt werden können.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche struk­ turelle Elemente bezeichnen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Meßsystems des Standes der Technik;

Fig. 1B ein Diagramm eines Zweitonmeßergebnisses des Sy­ stems der Fig. 1A;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Dynamikbereicherweite­ rungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wo­ bei ein Testobjekt in dieselbe eingebracht ist;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Dynamikbereicherweite­ rungsvorrichtung der Fig. 2, ohne daß das Testob­ jekt in dieselbe eingebracht ist;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Meßsystems und ein bevor­ zugtes Ausführungsbeispiel der Dynamikbereicher­ weiterungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm von Meßergebnissen, die mit einer bzw. einem Prototyp- Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung und -system der Fig. 4 für ein Testobjekt genommen wurden;

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Verfahrens einer Dynamik­ bereicherweiterung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Hauptbildschirmanzeige einer Benutzer­ schnittstelle für ein Steuerprogramm, das in Ver­ bindung mit der Dynamikbereicherweiterungsvor­ richtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 8 eine Nullabgleichbildschirmanzeige einer Benut­ zerschnittstelle für ein Steuerprogramm, das in Verbindung mit der Dynamikbereicherweiterungsvor­ richtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Fig. 9 einen Leistungswobbelungsbildschirm einer Benut­ zerschnittstelle für ein Steuerprogramm, das in Verbindung mit der Dynamikbereicherweiterungsvor­ richtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung ist eine neuartige Vorrichtung und ein neuartiges Verfahren zum Erweitern des Dynamikbe­ reichs von Meßsystemen, insbesondere von denjenigen Syste­ men, die für die Messung und Charakterisierung von Geräten verwendet werden, die bei Kommunikations- und damit verbun­ denen Signalübertragungssystemen verwendet werden. Die bzw. das Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung, -system und -verfahren (Dynamikbereicherweiterung = DRE = dynamic range extension) der vorliegenden Erfindung verwenden einen Vor­ wärtsansatz, um einen Teil oder ein ganzes Linearantwortsi­ gnal von einem Antwortsignal, das durch ein Durchleiten ei­ nes Testsignals durch ein Testobjekt (DUT) erzeugt wurde, zu beseitigen. Durch ein Beseitigen oder ein teilweises Be­ seitigen des Linearantwortsignals ermöglichen die Vorrich­ tung, das System und das Verfahren der vorliegenden Erfin­ dung genaue Messungen extrem kleiner Störsignale oder Ver­ zerrungen, die durch das DUT erzeugt werden. Diese Verzer­ rungen sind in vielen Fällen in Gegenwart des Linearant­ wortsignals nicht erfaßbar oder zumindest schwer auszuma­ chen. Zudem wird ein Teil der oder werden alle der diversen Störsignale, die durch eine Signalquelle oder durch andere Elemente, die in dem Meßsystem verwendet werden, erzeugt werden, durch die Vorrichtung und das Verfahren der vorlie­ genden Erfindung beseitigt, wodurch die Meßgenauigkeit wei­ ter verbessert wird. Aufgrund ihres Beseitigens oder ihres teilweisen Beseitigens von beeinträchtigenden Signalen aus dem DUT-Antwortsignal erweitert die vorliegende Erfindung effektiv den Dynamikbereich eines gegebenen Meßsystems.

Fig. 2 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Dynamikbe­ reicherweiterungsvorrichtung (DRE-Vorrichtung) 100 der vor­ liegenden Erfindung. Die DRE-Vorrichtung 100 weist einen Signalteiler 102, einen Signalkombinierer 104, einen Aufhe­ bungsweg 110 und einen Testweg oder DUT-Weg 120 auf. Der Aufhebungsweg 110 ist ein Signalweg, der einen ersten Aus­ gang des Signalteilers 102 mit einem ersten Eingang des Si­ gnalkombinierers 104 verbindet. Der DUT-Weg 120 ist ein Si­ gnalweg, der einen zweiten Ausgang des Signalteilers 102 mit einem zweiten Eingang des Signalkombinierers 104 ver­ bindet.

Vorzugsweise ist der Signalteiler 102 ein passiver Gleich­ phasen-Gleichleistungsverteiler, und der Signalkombinierer 104 ist ein passiver Gleichphasen- Gleichleistungskombinierer. Stärker bevorzugt ist der Si­ gnalteiler 102 entweder ein 3-dB-Leistungsteiler oder ein 6-dB-Leistungsteiler, und der Signalkombinierer ist entwe­ der ein 3-dE-Leistungsteiler oder ein 6-dE-Leistungsteiler. Die Wahl, ob entweder ein 3-dB-Leistungsteiler oder ein 6- dB-Leistungsteiler für entweder den Signalteiler 102 oder den Signalkombinierer 104 zu verwenden ist, hängt zum gro­ ßen Teil von dem DUT und der durchgeführten Messung ab. Im allgemeinen wird ein 3-dB-Leistungsteiler für den Signal­ teiler 102 bevorzugt, wenn das DUT unter Verwendung eines großen Testsignals mit niedriger Verzerrung getrieben wer­ den muß. Ähnlich wird ein 3-dB-Leistungsteiler für den Si­ gnalkombinierer 104 bevorzugt, wenn die Empfindlichkeit der Messung von höchster Wichtigkeit ist. Alternativ dazu kann ein 6-dB-Leistungsteiler für eine Verwendung als Signaltei­ ler 102 bevorzugt sein, wenn das DUT eine gute Eingangsim­ pedanzübereinstimmung erfordert. Überdies weisen 6-dB- Leistungsteiler oft eine breitere Betriebsfrequenz auf als 3-dB-Teiler und können deshalb in manchen Fällen bevorzugt sein. Ein Fachmann wäre ohne weiteres in der Lage, ohne übermäßiges Experimentieren zwischen einem 3-dB- Leistungsteiler und einem 6-dB-Leistungsteiler für den Si­ gnalteiler 102 und den Signalkombinierer 104 zu wählen. Ferner würde ein Fachmann ohne weiteres eine Anzahl von zu dem Signalteiler 102 und dem Signalkombinierer 104 funktio­ nal äquivalenten Geräten erkennen, die bei der DRE 100 ver­ wendet werden könnten. All diese funktional äquivalenten Geräte werden als in den Schutzbereich der vorliegenden Er­ findung fallend betrachtet.

Der DUT-Weg 120 weist ein Dämpfungsglied 122 auf. Vorzugs­ weise ist das Dämpfungsglied 122 ein variables Dämpfungs­ glied oder ein Stufendämpfungsglied 122, das einen ein­ stellbaren Dämpfungsbereich aufweist. Der einstellbare Dämpfungsbereich des Dämpfungsglieds 122 weist einen Maxi­ malwert auf, der vorzugsweise gleich einer erwarteten Line­ arantwortverstärkung des DUT ist oder über dieselbe hinaus­ geht. Das DUT wird während eines Tests an einem Punkt, der dem Dämpfungsglied 122 vorausgeht, in den DUT-Weg 120 ein­ gebracht. Der Aufhebungsweg 110 weist einen Phasenschieber 112 auf. Vorzugsweise ist der Phasenschieber 112 variabel und kann so eingestellt werden, daß er einen Nennphasenver­ schiebungswert oder eine elektrische Länge für den Aufhe­ bungsweg 110 von 180 Grad bei einer Betriebsmittenfrequenz des DUT bereitstellt. Das DUT kann zum Zweck einer Meßsy­ stemkalibrierung durch einen verlustarmen Jumper entnommen und ersetzt werden, wie in dem in Fig. 3 veranschaulichten Blockdiagramm gezeigt. Während einer Kalibrierung wird das Dämpfungsglied 122 entweder entnommen und es wird ein Jum­ per eingebracht oder auf einen 0-db-Dämpfungspegel einge­ stellt.

Wenn sie in einem Meßsystem verwendet wird, ist der Eingang der DRE 100 mit einer Signalquelle verbunden, während der Ausgang der DRE 100 mit einem Meßprozessor verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der DRE 100 ist der Eingang der DRE 100 der Eingang des Signalteilers 102, und der Aus­ gang der DRE 100 ist der Ausgang des Signalkombinierers 104. Die Signalquelle erzeugt ein Eingangssignal S. Das Eingangssignal S durchläuft die DRE 100, und das sich erge­ bende Signal wird empfangen und durch den Meßprozessor ver­ arbeitet (d. h. gemessen).

Im Betrieb wird das durch die Signalquelle erzeugte Ein­ gangssignal S an den Eingang der DRE 100 angelegt. Das Si­ gnal S wird in ein Paar aus Signalen St und Sc geteilt. Vorzugsweise sind die beiden Signale St und Sc jeweils Gleichphasen-Gleichleistungsreproduktionen voneinander. In dem Aufhebungsweg 110 wird das Signal Sc bei einer Mitten­ frequenz fs des Signals S infolge eines Durchlaufens des Phasenschiebers 112 um 180 Grad phasenverschoben oder pha­ senverzögert, wodurch es zu einem phasenverschobenen Signal Sc* wird, das in den Signalkombinierer 104 eintritt. Das Testsignal St durchläuft das DUT und das Dämpfungsglied 122, wobei es zu dem verzerrten Testsignal St* wird. In dem Testweg 120 umfaßt das Signal St* ein Linearantwortsignal, das zu St proportional ist, und ein nichtlineares oder Ver­ zerrungsantwortsignal Sd. Das nichtlineare Antwortsignal Sd weist all die durch die Nichtlinearitäten des DUT erzeugten Störsignale auf. Das Signal St* wird in dem Kombinierer 104 mit dem phasenverschobenen Signal Sc* kombiniert. Das kom­ binierte Signal (Sc* + St*) wird daraufhin durch den Meß­ prozessor gemessen. Durch Kombinieren der Signale Sc* und St* wird ein Teil des oder der gesamte Linearantwortsignal­ teil von St* beseitigt oder aufgehoben, was ein Signal hin­ terläßt, das zu dem Verzerrungsantwortsignal Sd weitgehend proportional ist.

Zu Erörterungszwecken betrachte man ein Signal S, das eine Sinuskurve mit einer einzelnen Frequenz fs ist. Wenn das Signal S an die DRE 100 der vorliegenden Erfindung angelegt wird, wird das phasenverschobene Signal Sc* durch folgendes wiedergegeben:

Sc* = -S = -St (1)

Desgleichen wird St* durch folgendes wiedergegeben:

St * = (St ..G_DUT + Sd) ÷ G_Dämpf. (2)

wobei G_DUT die lineare Verstärkung des DUT ist, G_Dämpf. die Dämpfung des Dämpfungsglieds ist und Sd ein durch das DUT erzeugtes Verzerrungssignal ist. Wenn die Dämpfung G_Dämpf. des Dämpfungsglieds 122 gleich der Verstärkung G_DUT des DUT eingestellt wird, wird das Ausgangssignal So an dem Ausgang der DRE 100 durch folgendes wiedergegeben:

So = St* + Sc* = (St ..G_DUT ÷ G_Dämpf.) (Sd ÷ G_Dämpf.) - St = Sd ÷ G_Dämpf. (3)

Wie durch die Gleichung (3) gezeigt ist, ist das Ergebnis des Betriebs der DRE 100 an einem Eingangssignal S die vollständige Aufhebung des linearen Signals (St ..G_DUT), was das Ausgangssignal So hinterläßt, das zu dem Verzerrungssi­ gnal Sd des DUT proportional ist. Vorteilhafterweise sind die in dem Eingangssignal S gefundenen nichtidealen Signal­ komponenten sowohl St* als auch Sc* gemeinsam und tendieren deshalb dazu, sich ebenfalls aufzuheben.

Wie bei vielen Tests der realen Welt ist das Signal S nicht eine Einzelfrequenzsinuskurve, und die Gleichheit der Glei­ chung (1) ist durch eine Annäherung ersetzt. Da in diesem Fall Sc* nur ungefähr gleich -St ist, ergibt sich lediglich eine teilweise Aufhebung des Linearantwortsignals. Vorteil­ hafterweise verbessert jedoch sogar eine gewisse Aufhebung des Linearantwortsignals den Dynamikbereich der Messung. Somit ist die DRE 100 der vorliegenden Erfindung für eine breite Palette von Schmalband- bis Breitbandmessungen nütz­ lich, einschließlich, aber nicht ausschließlich, ACPR.

Fig. 4 veranschaulicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der DRE 100' der vorliegenden Erfindung in dem Meßsystem 300 der vorliegenden Erfindung. Für die Erfindung weist das Meßsystem 300 eine Signalquelle 140, die DRE 100, 100' und einen Meßprozessor 150 auf. Die Signalquelle 140 kann eine beliebige Einrichtung zum Erzeugen eines geeigneten Ein­ gangssignals für einen gegebenen Test des DUT sein, ein­ schließlich, aber nicht ausschließlich, eines Mikrowellen­ signalgenerators, eines Synthetisierers oder eines Genera­ tors eines willkürlichen Signalverlaufs. Der Meßprozessor 150 kann eine beliebige Einrichtung zum Messen eines DUT sein, die für einen gegebenen Test geeignet ist, ein­ schließlich, aber nicht ausschließlich, eines Leistungsmes­ sers, eines Bitfehlerratentesters und eines Spektrumanaly­ sators.

Die DRE 100' des bevorzugten Ausführungsbeispiels weist ei­ nen Signalteiler 102 und einen Signalkombinierer 104 auf, wie bei der DRE 100, und weist ferner einen Vorverstärker 106, einen Aufhebungsweg 110', einen DUT-Weg 120' und einen rauscharmen Verstärker (LNA; LNA = low noise amplifier) 108 auf. Der Vorverstärker 106 ist zwischen das Eingangstor der DRE 100' und den Eingang des Signalteilers 102 geschaltet. Der LNA 108 ist zwischen den Ausgang des Signalkombinierers 104 und das Ausgangstor der DRE 100' geschaltet.

Für die DRE 100' ist der Vorverstärker 106 vorzugsweise ein Leistungsverstärker. Wie Fachleuten hinreichend bekannt ist, ist ein Leistungsverstärker ein Verstärker, der spezi­ fisch entworfen wurde, um hohe Leistungspegel bei einer mi­ nimalen Verzerrung an seinem Ausgangstor zu erzeugen. Der Vorverstärker 106 kompensiert Systemverluste und ermöglicht es, daß das DUT durch ein Signal eines höheren Pegels ge­ trieben wird, als es für eine gegebene Signalquelle 140 eventuell möglich wäre. Der LNA 108 wird verwendet, um die Rauschzahl (NE; NF = noise figure) des Meßprozessors 150 zu verringern. Ein Reduzieren der NF des Meßprozessors 150 verringert das mit den Messungen zusammenhängende Grundrau­ schen und trägt dazu bei, den Dynamikbereich der Messung zu erhöhen.

Der Aufhebungsweg 110' weist die Elemente des Aufhebungs­ wegs 110 auf und weist ferner ein Dämpfungsglied 114 und einen Schalter 116 auf. Ein Eingang des Dämpfungsglieds 114 ist mit einem Ausgang des Phasenschiebers 112 verbunden. Ein Ausgang des Dämpfungsglieds 114 ist mit einem Eingang des Schalters 116 verbunden. Ein Ausgang des Schalters 116 ist mit dem ersten Eingang zu dem Signalkombinierer 104 verbunden. Der Schalter 116 leitet entweder ein Signal von seinem Eingang zu seinem Ausgang ("ein") oder sperrt ein Hindurchtreten des Signals ("aus").

Vorzugsweise ist der Phasenschieber 112 ein mechanischer Phasenschieber, der auch als Leitungsdehner ("Linestrea­ eher") bekannt ist. Die Verwendung eines mechanischen Pha­ senschiebers 112 ist wünschenswert, da ein derartiger Pha­ senschieber passiv ist und deshalb nicht zu Störsignalen oder Verzerrungen beiträgt oder dieselben erzeugt.

Das Dämpfungsglied 114 ist vorzugsweise ein variables Dämp­ fungsglied. Stärker bevorzugt ist das variable Dämpfungs­ glied 114 ein variables, mechanisches Dämpfungsglied, da derartige passive Geräte bei herkömmlichen Meßleistungspe­ geln kein starkes nichtlineares Verhalten aufweisen. Vor­ teilhafterweise sind mechanische Dämpfungsglieder auch da­ für bekannt, daß sie eine sehr stabile und wiederholbare Einrichtung zum Einbringen einer Dämpfung in einen Signal­ weg sind. Überdies weist das variable Dämpfungsglied 114 vorzugsweise einen kontinuierlich einstellbaren Dämpfungs­ wert auf, der von ca. 0 dB bis 3 dB reicht. Ein variables Dämpfungsglied 114 mit einem Dämpfungsbereich von 0 dB bis 1 dB kann ebenfalls verwendet werden. Das variable Dämp­ fungsglied 114 wird verwendet, um eine Feinamplitudensteue­ rung des Aufhebungssignals Sc* zu liefern.

Vorzugsweise ist der Schalter 116 entweder ein einpoliger Ein-/Aus-Schalter (SPST; SPST = single pole single throw) oder ein einpoliger Umschalter (SPDT; SPDT = single pole double throw). Bei einem Ausführungsbeispiel, das einen SPST-Schalter 116 verwendet, ist es vorzuziehen, daß ein angepaßter Schalter verwendet wird. Ein angepaßter Schalter ist einer, der für seinen Eingang und Ausgang Internabstim­ mungselemente aufweist, so daß eine gute Impedanzüberein­ stimmung sowohl an dem Eingang als auch dem Ausgang auf­ rechterhalten wird, unabhängig davon, ob der Schalter "ein" oder "aus" ist.

Bei dem in Fig. 4 veranschaulichten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Schalter 116 ein SPDT-Schalter, der ein erstes geschaltetes Tor, das dem Eingang des Schalters 116 entspricht, und ein gemeinsames Tor, das dem Ausgang des Schalters 116 entspricht, aufweist. Überdies weist der Aufhebungsweg 110' bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das den SPDT-Schalter 116 verwendet, ferner eine angepaßte Last 117 auf. Die angepaßte Last 117 ist mit einem zweiten geschalteten Eingangstor des SPDT-Schalters 116 verbunden. Stärker bevorzugt ist der SPDT-Schalter 116 ein angepaßter Schalter, der eine an die innere Impedanz angepaßte Last aufweist, die alle nichtverbundenen Tore abschließt.

Wenn der SPDT-Schalter 116 "ein" ist, wird eine Verbindung hergestellt, und es existiert ein Signalweg zwischen dem ersten geschalteten Tor und dem gemeinsamen Tor. Wenn der SPDT-Schalter 116 "aus" ist, wird eine Verbindung herge­ stellt, und es liegt ein Signalweg zwischen dem zweiten ge­ schalteten Tor und dem gemeinsamen Tor vor. Wenn der SPDT- Schalter 116 also "aus" ist, wird verhindert, daß Signale den Aufhebungsweg 110' durchlaufen, und dem ersten Eingang des Signalkombinierers 114 wird eine Last mit angepaßter Impedanz vorgelegt. Die durch den Schalter 116 bereitge­ stellte "Ein/Aus"-Funktionalität ist während einer Kali­ brierung nützlich.

Vorzugsweise umfaßt der Aufhebungsweg 110' auch einen ex­ ternen Zeitverzögerungskompensierungsjumper 118 zum Hinzu­ fügen weiterer Komponenten, beispielsweise eines weiteren Phasenschiebers (nicht gezeigt), oder einer Länge einer Übertragungsleitung zu dem Aufhebungsweg 110'. Der Jumper 118 wird überwiegend verwendet, um zu ermöglichen, daß Län­ gen einer Übertragungsleitung zu dem Aufhebungsweg 110' hinzugefügt werden, so daß sowohl der Testweg 120' als auch der Aufhebungsweg 110' ungefähr gleiche elektrische Längen aufweisen, die die Auswirkungen des Phasenschiebers 112 ausschließen. Ein Hinzufügen eines Teils einer Übertra­ gungsleitung anstatt des Jumpers 118 ermöglicht ein Messen von in einer Entfernung angeordneten DUTs. Ein Beispiel ei­ nes in einer Entfernung angeordneten DUT ist ein Waferprüf­ system, bei dem lange Kabel in der Regel verwendet werden, um das DUT mit dem Testweg 120' zu verbinden.

Fachleute werden erkennen, daß dieselbe Funktionalität, die durch den oben beschriebenen Aufhebungsweg 110' bereitge­ stellt wird, durch eine Anzahl von Einrichtungen und/oder Elementkombinationen erreicht werden kann. Insbesondere ist die Reihenfolge der Elemente, die den Aufhebungsweg 110' bilden, nicht kritisch. Alle Permutationen der relativen Reihenfolge des Phasenschiebers 112, des Dämpfungsglieds 114 und des Schalters 116 werden als in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallend betrachtet. Eine Ele­ mentfunktionalität kann unter Verwendung mehrerer Geräte anstelle eines oder mehrerer der Elemente des oben be­ schriebenen Aufhebungswegs 110' verwirklicht werden. Bei­ spielsweise könnten zwei Dämpfungsglieder, wobei eines dem Phasenschieber 112 vorgeschaltet und eines demselben nach­ geschaltet ist, das Dämpfungsglied 114 ersetzen und funk­ tional äquivalent zu demselben sein. Diese alternativen Konfigurationen des Aufhebungswegs 110' können verwendet werden, ohne die Gesamtfunktionalität oder den Gesamtbe­ trieb des Aufhebungswegs 110' zu ändern und fallen in den Schutzbereich der Erfindung.

Überdies sollte bemerkt werden, daß das Dämpfungsglied 114 als Alternative in dem Testweg 120' statt in dem Aufhe­ bungsweg 110' angeordnet sein könnte und immer noch in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen würde. Das Dämpfungsglied 114 ist vorzugsweise in dem Aufhebungsweg 110' angeordnet, da diese Position die Auswirkung, die das Dämpfungsglied 114 auf die Empfindlichkeit des Meßsystems hat, minimiert. Zudem minimiert ein Anordnen des Dämpfungs­ glieds 114 in dem Aufhebungsweg 110' die nachteilige Wir­ kung, die eine mangelnde Dämpfungsgliedübereinstimmung (schlechter Welligkeitsfaktor des Dämpfungsglieds 114) auf das DUT und die Messung desselben haben könnte.

Ein Signal Sc, das von dem Signalteiler 102 in den Aufhe­ bungsweg 110' eintritt, durchläuft den Jumper 118 und tritt in den Phasenschieber 112 ein. Der Phasenschieber 112 fügt dem Signal Sc eine Phasenverschiebung oder Phasenverzöge­ rung hinzu. Das phasenverschobene Signal durchläuft darauf­ hin das Dämpfungsglied 114 und tritt als das Signal Sc* hervor. In dem "Ein"-Zustand ist der Schalter 116 konfigu­ riert, um einen Durchtritt von Signalen von dem Eingang zu dem. Ausgang zu ermöglichen, so daß das Signal Sc* zu dem ersten Eingangstor des Signalkombinierers 104 weitergeht. In dem "Aus"-Zustand blockiert der Schalter 116 den Durch­ tritt des Signals Sc*. Wenn der Schalter 116 ein angepaßter Schalter ist, führt der "Aus"-Zustand dazu, daß das Signal Sc* durch die angepaßte Last, die in dem Schalter 116 vor­ liegt, absorbiert wird. Wenn der Schalter 116 der SPDT- Schalter 116 ist und sich in dem "Aus"-Zustand befindet, werden jegliche Signale, die von dem Signalkombinierer 104 in den Aufhebungsweg 110' eintreten können, mit der ange­ paßten Last 117 verbunden und durch dieselbe absorbiert.

Der DUT-Weg 120' weist das oben beschriebene Dämpfungsglied 122 des Wegs 120 auf (als das "Ausgangs"-Dämpfungsglied 122 für die DRE-Vorrichtung 100' bezeichnet), vorzugsweise ein Stufendämpfungsglied auf, und weist ferner ein Eingangs­ dämpfungsglied 124, ebenfalls vorzugsweise ein Stufendämp­ fungsglied, einen ersten gekoppelten Signaldetektor 126, einen zweiten gekoppelten Signaldetektor 128 und bei einem Ausführungsbeispiel einen optionalen Kalibrierungsjumper 130 auf. Der zweite Ausgang des Signalteilers 102 ist mit einem Eingang des Eingangsdämpfungsglieds 124 verbunden. Ein Ausgang des Eingangsdämpfungsglieds 124 ist mit einem Eingang des ersten gekoppelten Signaldetektors 126 verbun­ den. Ein Ausgang des zweiten gekoppelten Signaldetektors 128 ist optional mit einem ersten Tor des Kalibrierungsjumpers 130 verbunden, während ein zweites Tor des Jumpers 130 optional mit dem Eingang des Ausgangsdämpfungsglieds 122 verbunden ist. Das Ausgangstor des Ausgangsdämpfungsglieds 122 ist mit dem zweiten Eingang des Signalkombinierers 104 verbunden. Das DUT ist zwischen den Ausgang des ersten ge­ koppelten Signaldetektors 126 und den Eingang des zweiten gekoppelten Signaldetektors 128 geschaltet.

Vorzugsweise ist das Eingangsdämpfungsglied 124 ein mecha­ nisches Dämpfungsglied. Das Eingangsdämpfungsglied 124 wird verwendet, um den Eingangsleistungspegel des Signals St, das verwendet wird, um das DUT zu treiben, einzustellen. In vielen Fällen kann es sein, daß die Signalquelle 140 nicht in der Lage ist, Signale bei einem optimalen Leistungspegel zu erzeugen, oder nicht die Fähigkeit besitzt, den erzeug­ ten Signalpegel auf gesteuerte Weise mit niedriger Verzer­ rung zu variieren. Das Eingangsdämpfungsglied 124 bewerk­ stelligt diese Aufgabe und tut dies, ohne eine Verzerrung hinzuzufügen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Eingangsdämpfungsglied 124 ein Stufendämpfungsglied auf, das eine Dämpfungsstufengröße von 1 dB aufweist. Bei einem anderen (nicht gezeigten) Ausführungsbeispiel weist das Eingangsdämpfungsglied 124 ein mechanisches Stufendämp­ fungsglied 124a, das 1-dB-Dämpfungsschritte über einen Be­ reich von 0 bis 11 dB liefert, und ein geschaltetes Dämp­ fungsglied 124b auf, das eine auswählbare 10-dB- oder Null­ dämpfung liefert. Die Kombination des Stufendämpfungsglieds 124a und des geschalteten Dämpfungsglieds 124b liefert eine kontinuierliche Dämpfungsbereichabdeckung von 0 bis 21 dB. Fachleute erkennen ohne weiteres, daß auch andere Dämp­ fungswerte und Konfigurationen des Eingangsdämpfungsglieds 124 möglich sind. Alle derartigen Konfigurationen und Dämp­ fungswerte liegen innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung.

Der erste gekoppelte Signaldetektor 126 wird verwendet, um den Gesamtleistungspegel von Signalen, die in das DUT ein­ treten, zu überwachen. Der zweite gekoppelte Signaldetektor 128 wird verwendet, um den Gesamtleistungspegel von Signa­ len, die aus dem DUT austreten, zu überwachen. Die Verstär­ kung des DUT kann bestimmt werden, indem der durch den er­ sten Detektor 126 gemessene Leistungspegel von dem durch den zweiten Detektor 128 gemessenen Leistungspegel subtra­ hiert wird. Vorzugsweise weisen die gekoppelten Detektoren 126, 128 jeweils einen 16-dB-Richtungskoppler und einen Breitbandleistungsdetektor auf. Der Richtungskoppler ist ausgerichtet, um Signale abzutasten, die in einer Vorwärts­ richtung in dem DUT-Weg 120' von dem Signalteiler 102 zu dem Signalkombinierer 104 wandern. Der optionale Jumper 130 ermöglicht die Einbringung zusätzlicher Elemente, bei­ spielsweise eines zusätzlichen Dämpfungsglieds, in den DUT- Weg 120' nach dem DUT.

Vorzugsweise ist das Ausgangsdämpfungsglied 122 ein mecha­ nisches Dämpfungsglied. Das Ausgangsdämpfungsglied 122 wird verwendet, um den Leistungspegel des Signals St*, wie oben beschrieben, einzustellen. Wie das Eingangsdämpfungsglied 124 bewerkstelligt das mechanische Ausgangsdämpfungsglied 122 diese Aufgabe, ohne eine Verzerrung hinzuzufügen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Ausgangsdämp­ fungsglied 122 ein Stufendämpfungsglied auf, das eine Dämp­ fungsschrittgröße von 1 dB aufweist. Bei einem anderen Aus­ führungsbeispiel weist das Ausgangsdämpfungsglied 122 ein Stufendämpfungsglied 122a und ein geschaltetes Dämpfungs­ glied 122b (nicht gezeigt) auf. Das Stufendämpfungsglied 122a ist ein mechanisches Dämpfungsglied, das Dämpfungs­ schritte von 1 dB über einen Bereich von 0 bis 11 dB lie­ fert. Das geschaltete Dämpfungsglied 122b liefert eine wählbare Dämpfung von 0 dB oder 10 dB. Die Kombination des Stufendämpfungsglieds 122a und des geschalteten Dämpfungs­ glieds 122b liefert eine kontinuierliche Dämpfungsbereich­ abdeckung von 0 bis 21 dB. Fachleute erkennen ohne weite­ res, daß auch andere Dämpfungswerte und Konfigurationen des Ausgangsdämpfungsglieds 122 möglich sind. Alle derartigen Konfigurationen und Dämpfungswerte fallen in den Schutzbe­ reich dieser Erfindung.

Ein Signal St, das von dem Leistungsteiler 102 in den DUT- Weg 120' eintritt, durchläuft das Eingangsstufendämpfungs­ glied 124, in dem es um den Dämpfungsbetrag, der in dem Eingangsdämpfungsglied 124 gewählt wurde, gedämpft wird. Daraufhin tastet der erste gekoppelte Detektor 126 das Si­ gnal ab. Das Signal durchläuft das DUT, dessen Ausgangssi­ gnal das Signal St* ist. Das Signal St* wird daraufhin durch den zweiten gekoppelten Detektor 128 abgetastet, wo­ nach es optional den optionalen Kalibrierungsjumper 130 durchläuft und durch das Ausgangsdämpfungsglied 122 ge­ dämpft wird. Das Signal St*, das gedämpft wurde, tritt dar­ aufhin in das zweite Eingangstor des Signalkombinierers 104 ein, wo es mit dem Aufhebungssignal Sc*, wie oben beschrie­ ben, kombiniert wird.

Wie oben beschrieben wurde, weisen der Aufhebungsweg 110' und der Testweg 120' jeweils ungefähr dieselbe Verstärkung auf, idealerweise zum Zwecke eines optimalen Verhaltens. Mit anderen Worten wird das den Testweg 120' durchlaufende Signal um einen Betrag gedämpft, der gleich der ungefähren Verstärkung des DUT plus jeglicher Verlust, der dem Aufhe­ bungsweg 110' zugeordnet ist (in der Regel ~1 dB), ist. Die Dämpfung in dem Testweg 120' wird durch das Eingangs­ dämpfungsglied 124 und das Ausgangsdämpfungsglied 122 ge­ liefert, wobei ein Teil der Dämpfung durch das Eingangs­ dämpfungsglied 124 und der Rest der Dämpfung durch das Aus­ gangsdämpfungsglied 122 geliefert wird. Überdies wird die Verteilung der Dämpfung zwischen dem Eingangsdämpfungsglied 124 und dem Ausgangsdämpfungsglied 122 oft während einer gegebenen Messung variiert.

Beispielsweise beinhaltet eine Messung, wie z. B. des ACPR, ein Wobbeln oder Variieren der Eingangsleistung des Ein­ gangssignals S von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pe­ gel. Wenn die Eingangsleistung des Signals S auf einem niedrigen Pegel ist, ist es bevorzugt, daß der Großteil der Dämpfung durch das Eingangsdämpfungsglied 124 geliefert wird. Wenn der Großteil der Dämpfung durch das Eingangs­ dämpfungsglied 124 geliefert wird, minimiert dies die Aus­ wirkung, die die Dämpfung auf das Verzerrungssignal Sd in dem DUT-Ausgangssignal St* hat und minimiert ferner die Rauschzahl, wie sie durch den Meßprozessor 150 gesehen wird, wodurch die Meßempfindlichkeit maximiert wird. Wenn die Eingangsleistung des Signals S andererseits auf hohen Pegeln ist, ist es bevorzugt, daß das Ausgangsdämpfungs­ glied 122 den Großteil der Dämpfung liefert. Wenn der Groß­ teil der Dämpfung durch das Ausgangsdämpfungsglied 122 ge­ liefert wird, minimiert dies den Leistungspegel des Signals S, das durch die Signalquelle 140 erzeugt werden muß, und minimiert die Verzerrung, die aufgrund hoher Leistungspegel des Eingangssignals S durch den Vorverstärker 106 erzeugt wird. Wenn überdies das Ausgangsdämpfungsglied 122 den Großteil der Dämpfung liefert, besteht eine verringerte Chance, daß der LNA 108 gesättigt wird und Verzerrungspro­ dukte erzeugt, die Verzerrungsprodukte des DUT verschleiern könnten.

Eine Übertragung von Dämpfung von dem Eingangsdämpfungs­ glied 124 zu dem Ausgangsdämpfungsglied 122 während eines Leistungswobbelns kann allmählich oder abrupt erfolgen. Das heißt, daß bei jedem Leistungspegel des Signals S den bei­ den Dämpfungsgliedern 124, 122 ein unterschiedlicher Dämp­ fungsbetrag zugeteilt werden kann oder daß die Dämpfungs­ werte der beiden Dämpfungsglieder bei einem oder mehreren vorbestimmten Leistungspegeln während des Wobbelns geändert werden können.

Bei der DRE 100' wird die Verstärkung des DUT unter Verwen­ dung des ersten gekoppelten Detektors 126 und des zweiten gekoppelten Detektors 128 bestimmt. Der Unterschied zwi­ schen einer durch den zweiten Detektor 128 gemessenen Si­ gnalleistung und einer bei dem ersten Detektor 126 gemesse­ nen Signalleistung, wobei das DUT in den Testweg 120' ein­ gebracht ist und in demselben arbeitet, ist ungefähr gleich der Verstärkung des DUT.

Für ein optimales Aufhebungsverhalten, insbesondere bei mo­ dulierten Signalen S, wird die DRE 100' vor einem Einbrin­ gen eines DUT und vor einem Durchführen einer Messung kali­ briert. Als Teil der Kalibrierung werden die gekoppelten Detektoren 126, 128 kalibriert, und es wird eine Nachschla­ getabelle erzeugt. Die Nachschlagetabelle bezieht die Si­ gnalleistung des Signals S auf die gemessene Signalleistung an jedem der Detektoren 126, 128. Um die Nachschlagetabelle zu erzeugen, werden an dem Detektor 126 für diverse Lei­ stungspegel des Signals S, die den Gesamtbereich von Lei­ stungspegeln des Signals S, die bei der Messung zu verwen­ den sind, umfassen, Ablesungen aufgezeichnet. Ein kurzer Teil einer verlustarmen Übertragungsleitung wird dann an­ stelle des DUT eingebracht, und der Vorgang des Aufzeich­ nens von Ablesungen wird für den Detektor 128 wiederholt. Nachdem die Nachschlagetabelle erzeugt wurde, die den Lei­ stungspegel des Signals S auf den an den Detektoren 126, 128 gemessenen bezieht, kann die Messung durchgeführt wer­ den.

Zudem ist es im allgemeinen nützlich, den Leistungspegel des Ausgangssignals So an dem Meßprozessor 150 zu messen und aufzuzeichnen, wobei der Aufhebungsweg 110' deaktiviert oder "gebrochen" ("aus") ist. Der Aufhebungsweg 110' wird durch ein Schalten des SPDT-Schalters 116 deaktiviert, der­ art, daß das gemeinsame Tor des SPDT-Schalters 116 mit der Abstimmungslast 117 verbunden ist, anstatt mit dem ersten geschalteten Eingangstor verbunden zu sein, wie es der Fall ist, wenn der Aufhebungsweg 110' aktiviert (,,ein") ist. Diese Leistungspegelinformationen werden während eines Si­ gnalnullabgleichsteils der Messung, im folgenden ausführli­ cher beschrieben, verwendet.

Eine Prototyp-DRE 100' wurde konstruiert und getestet. Für die Prototyp-DRE 100' waren die Richtungskoppler und die Detektoren der gekoppelten Detektoren 126, 128 Richtungs­ koppler von 1-26 GHz, 16 dB, die von Krytar, Sunnyvale, CA, USA, hergestellt wurden, und Koaxialdetektoren HP33330, die von Hewlett-Packard, Palo Alto, CA, USA, hergestellt wurden. Der LNA 108 wies drei Serien-Parallel-Verstärker TC205P HBT (DC-15 GHz) mit einer Gesamtverstärkung zwischen 25 dB und 30 dB, hergestellt von dem Microwave Technology Center (MWTC) des Unternehmens Agilent Technologies, Palo Alto, CA, auf. Der Vorverstärker 106 weist einen Verstärker TC700 auf, gefolgt von einem Verstärker TC724, die beide von MWTC hergestellt wurden.

Das Meßsystem 300 des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, das bei der Prototyp-DRE 100' ver­ wendet wurde, wies eine Signalquelle 140 vom Modell ESG-D, die von Agilent Technologies, Palo Alto, CA, hergestellt wurde, einen von Agilent Technologies, Palo Alto, CA, her­ gestellten Spektrumanalysator HP8565E, für den Meßprozessor 150 auf, und es wurde eine Datenerfassungs- /Schaltungseinheit HP34970A, die von Agilent Technologies, Palo Alto, CA, hergestellt wurde, verwendet, um die gekop­ pelten Detektoren 126, 128 zu überwachen.

Die ESG-D-Signalquelle 140 war ausgelegt, um ein Signal S zu erzeugen, das sich für ein Breitbandcodemultiplex­ zugriffstesten (W-CDMA-Testen) eignet. Eine Nachbarkanal­ leistungsverhältnismessung (ACPR-Messung) wurde an einem Breitbandverstärker, Modellnummer AH11, der von Watkins Johnson, San Jose, CA, hergestellt wurde, durchgeführt. Die ACPR-Messungen wurden mit und ohne die Verwendung der Pro­ totyp-DRE 100' der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Die Ergebnisse der Messungen sind in Fig. 5 als Diagramm von Meßdaten veranschaulicht.

In Fig. 5 entspricht eine mit "ACPR ohne DRE" bezeichnete Kurve Daten, die ohne die Verwendung der DRE 100' der vor­ liegenden Erfindung genommen wurden. Eine zweite Kurve in Fig. 5, die mit "ACPR mit DRE" bezeichnet ist, entspricht ACPR-Daten, die unter Verwendung der Prototyp-DRE 100' ge­ nommen wurden. Die mit der Prototyp-DRE 100' genommenen Da­ ten sind bezüglich denen, die ohne die DRE 100' genommen wurden, beträchtlich verbessert. Die festgestellte Verbes­ serung ist das Ergebnis des erhöhten Dynamikbereichs, der durch die Verwendung der DRE 100, 100' der vorliegenden Er­ findung bereitgestellt wird. In der Tat wurde bei dieser Messung eine Verbesserung des Dynamikbereichs von über 25 dB erreicht. Andere Messungen, bei denen die Prototyp-DRE 100' verwendet wurde, ergeben Signalaufhebungen von über 60 dB, was zu typischen oder erwarteten Dynamikbereichverbes­ serungen von über 30 dB führt.

Das volle Ausmaß der Dynamikbereichverbesserung, die mit der Verwendung der DRE 100, 100' erzielt werden kann, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, einschließlich des Typs des gemessenen DUT, der durchgeführten Messung, der Gesamt­ bandbreite der Messung und der Menge an Aufwand, der be­ trieben wird, um die Parameter der DRE 100, 100' zu opti­ mieren. Man stellte fest, daß Dynamikbereichverbesserungen und Aufhebungen von 40-60 dB sogar für Signale mit rela­ tiv breitem Band erzielt werden können.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren 200 zum Erweitern des Dynamikbereichs eines Meß­ systems zum Messen von Niedrigpegelsignalverzerrungen, die durch eine DUT erzeugt wurden, vorgesehen. Ein Blockdia­ gramm des Verfahrens 200 ist in Fig. 6 veranschaulicht.

Das Verfahren 200 der vorliegenden Erfindung weist den Schritt des Teilens 202 eines Eingangssignals S in ein Paar von Signalen St und Sc auf. Wie oben beschrieben wurde, sind die Signale St und Sc vorzugsweise jeweils Gleichlei­ stungs-Gleichphasenreproduktionen voneinander. Das Verfah­ ren 200 weist ferner den Schritt des Phasenverschiebens 204 des Signals Sc um 80 Grad, um ein Aufhebungssignal Se* zu erzeugen, auf. Das Verfahren 200 weist ferner den Schritt des Anlegens 206 des Signals St an das DUT, um ein Signal St* zu erzeugen, das eine lineare Komponente und eine Ver­ zerrungskomponente aufweist, auf; und den Schritt des Dämp­ fens 208 des Signals St*. Das Verfahren 200 weist ferner den Schritt des Kombinierens 210 des phasenverschobenen Aufhebungssignals Sc* mit dem gedämpften DUT-Ausgangssignal St*, um ein Ausgangssignal So zu erzeugen, auf. Das Signal So ist überwiegend die Verzerrungskomponente des DUT- Ausgangssignals, da der Schritt 210 des Kombinierens von Sc* und St* wirkt, um die lineare Komponente des DUT- Ausgangssignals St* aufzuheben. Vorteilhafterweise tendiert der Schritt des Kombinierens 210 auch dazu, in dem Ein­ gangssignal S gefundene, nichtideale Signalkomponenten auf­ zuheben, da diese sowohl St* als auch Sc* gemein sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens 200 der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren 200 den Schritt des Kalibrierens 212 der Meßsystemhardware auf, vorzugsweise vor dem Schritt 202 des Teilens des Eingangs­ signals. Der Schritt des Kalibrierens 212 erzeugt Daten, die verwendet werden, um Leistungspegel, Dämpfungswerte einzustellen und um Messungen, die an dem Ausgangssignal So durchzuführen sind, zu korrigieren. Der Schritt des Kali­ brierens 212 weist den Schritt des Erzeugens 212a einer Nachschlagetabelle auf. Um die Nachschlagetabelle zu erzeu­ gen, wird eine Reihe von Signalleistungspegeln des Ein­ gangssignals S. die in einem Meßzyklus zu verwenden sind, erzeugt, und Signalleistungspegel vor und nach dem DUT wer­ den gemessen, um die Leistungspegelmeßdaten zu erzeugen.

Die Leistungspegelmeßdaten von vor und nach der Einbringung des DUT in den Testweg 120' werden wiederum verwendet, um die Nachschlagetabelle zu erzeugen. Die Nachschlagetabelle wird in Verbindung mit Messungen verwendet, die genommen wurden, als das DUT in das Meßsystem eingebracht war, um die DUT-Verstärkung zu bestimmen und um davon die Dämpfung zu bestimmen, die während des Schritts des Dämpfens 208 an­ zulegen ist. Der Schritt des Kalibrierens 212 weist ferner den Schritt des Nullabgleichens 212b der linearen Komponen­ te des Ausgangssignals So auf. Der Schritt des Nullabglei­ chens 212b weist ein Einstellen der Phasenverschiebung des Schritts des Phasenverschiebens 204 und ein Einstellen der Dämpfung des Schritts des Dämpfens 208, um den Leistungspe­ gel der linearen und anderer unerwünschter Komponenten des Ausgangssignals So zu minimieren, auf. Während des Schritts des Kalibrierens 212 kann auch eine Prüfung durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob eine Komponente in dem Meßsy­ stem übersteuert wird.

Man betrachte beispielsweise den Fall, bei dem die gekop­ pelten Detektoren 126, 128 der DRE 100' der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die Signalleistungspegel vor und nach dem DUT zu messen. In den meisten Fällen wird der durch einen Detektor erfaßbare Minimalleistungspegel durch ein Detektordiodengrundrauschen eingestellt. Für viele praktische Breitbanddetektoren beträgt der Minimallei­ stungspegel ungefähr -25 dBm, wenn ein 16-dB-Koppler ver­ wendet wird, wie bei der vorliegenden Erfindung. Für dieses Beispiel sei angenommen, daß ein durch die Detektoren 126, 128 erfaßbarer Maximalleistungspegel +20 dBm beträgt. Wäh­ rend des Schritts des Kalibrierens 212 wird eine Nachschla­ getabelle erzeugt, die diesen Bereich von Signalpegeln ab­ deckt. Signalpegel außerhalb dieses Bereichs werden gehand­ habt, indem eine polynomische Funktion an die Meßdaten von der Nachschlagetabelle angepaßt wird, und daraufhin unter Verwendung der angepaßten Funktion eine Extrapolation be­ züglich des gewünschten Leistungspegels durchgeführt wird.

Um mit dem Beispiel fortzufahren, wird die Nachschlageta­ belle erzeugt, indem die durch jeden der Detektoren 126, 128 erfaßte Leistung für diverse Leistungspegel des Ein­ gangssignals S gemessen wird. In der Regel werden die Lei­ stungspegel durch die Detektoren 126, 128 bei Intervallen von 0,25 dB über den Gesamtbereich von Leistungspegeln des Eingangssignals S gemessen. Es können auch größere Inter­ valle als 0,25 dB verwendet werden, da Zwischenwerte unter Verwendung einer Interpolation mit ausreichender Genauig­ keit aus den gemessenen Daten berechnet werden können. Es stellte sich heraus, daß eine Interpolation mit Leistungs­ intervallen, die größer sind als 1 dB, gut funktioniert. Die gemessenen Daten werden in einem Array in einem Compu­ terspeicher gespeichert. Es werden sowohl für den ersten Detektor 126 als auch für den zweiten Detektor 128 gemesse­ ne Daten genommen. Es wird eine Annahme zugrunde gelegt, daß die Verzerrung, die in den durch den zweiten Detektor 128 gemessenen Leistungspegeln vorliegt, die Leistungspe­ gelmessung nicht beträchtlich beeinträchtigt. Dies ist eine vernünftige Annahme, da Verzerrungssignale typischer DUTs im allgemeinen 10 dB bis 20 dB unter dem Wert der linearer Komponenten liegen. Da der Meßprozessor 150 Verzerrungssi­ gnale mißt, werden ihre Pegel unter Verwendung von Informa­ tionen über den Verlust und die Verstärkung von Elementen zwischen dem DUT und dem Eingang des Meßprozessors 150 im allgemeinen wieder auf den DUT-Ausgang bezogen.

Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die DRE 100, 100' durch eine Computersteuerung gesteuert werden, die ein in dem Computerspeicher gespeichertes Computerprogramm aus­ führt. Das Prototypsteuerprogramm wird unter Verwendung von Visual Engineering Environment von Agilent Technologies, Santa Rosa, CA (Agilent VEE), geschrieben. Diese visuelle Programmierumgebung ist für Instrumentensteuerungsanwendun­ gen optimiert. Programmiersprachen, beispielsweise C/C++, Visual Basic oder eine Vielzahl anderer Programmierspra­ chen, könnten verwendet werden, um die Funktionalität des Steuerprogramms zu implementieren. Ein Fachmann erkennt oh­ ne weiteres, ohne übermäßiges Experimentieren, eine geeig­ neste Programmiersprache zum Implementieren des Steuerpro­ gramms.

Das Steuerprogramm ist für W-CDMA-ACPR-Messungen ausgelegt. Das Softwareprogramm umfaßt jedoch allgemeine Verfahrensab­ läufe, die auf eine große Vielzahl von Anwendungen der DRE 100, 100' über ein W-CDMA-ACPR-Testen hinaus anwendbar sind. Als solches sind nachstehende Bezugnahmen auf W-CDMA- ACPR-Messungen lediglich veranschaulichend und sollen den Schutzbereich des Steuerprogramms oder seiner Verwendung mit bei DRE 100, 100' der vorliegenden Erfindung nicht be­ schränken.

Durch eine Hostcomputer-Eingabe/Ausgabeschnittstelle ist, funktioniert das Steuerprogramm, um diverse Komponenten der DRE 100', beispielsweise den SPDT-Schalter 116, die Ein­ stellungen des Eingangsdämpfungsglieds 124, des Ausgangs­ dämpfungsglieds 122, einzustellen, und steuert Bedingungen und Einstellungen der Signalquelle 140 und des Meßprozes­ sors 150. Zudem zeichnet das Steuerprogramm Daten von der durchgeführten Messung auf und zeigt die Ergebnisse der Messung an. Das Programm ist in einer Schnittstelle einer schrittweisen interaktiven Messung für den Benutzer oder die Bedienperson organisiert und liefert eine solche. Die Grundmeßsequenz umfaßt ein Definieren gewünschter Meßbedin­ gungen (z. B. Häufigkeiten, Leistungspegel, Meßinkremente usw.), ein Durchführen notwendiger Kalibrierungen (z. B. gekoppelter Detektoren) und ein Interagieren mit der Be­ dienperson, um eine gewünschte Signalaufhebung durch eine interaktive Nullabgleichsoperation zu erhalten (z. B. Ein­ stellen einer Phasenverschiebung und Amplitude für eine Op­ timal-Linearantwort-Aufhebung). Nachdem die Bedienperson diese vorbereitenden Funktionen abgeschlossen hat, drückt die Bedienperson "GO" und das Programm stellt automatisch die Bedingungen der Signalquelle 140, der Dämpfungsglieder 124, 122 der DRE 100', des Meßprozessors 150 und anderer Elemente ein, um die Messung zu bewerkstelligen. Bei einer ACPR-Messung geht das Programm schrittweise durch die ange­ forderten Leistungspegel des Eingangssignals S und präsen­ tiert die berechneten "Ergebnisdaten", wenn jedes Meßinkre­ ment abgeschlossen ist. Wenn der Meßzyklus abgeschlossen ist, können die Ergebnisdaten unter Verwendung des Pro­ gramms in Dateien gespeichert, gedruckt oder mit anderen gespeicherten Dateidaten verglichen werden.

Das ACPR-Steuerprogramm weist eine Mehrzahl von Benutzer­ schnittstellen zum Eingeben von benutzerselektierten Para­ metern und zum Einsehen von Meßergebnissen auf. Das Steuer­ programm weist ferner Algorithmen auf, die einen Meßprozeß implementieren, einschließlich eines Kalibrierungsprozes­ ses, der in der Regel einer tatsächlichen Messung voraus­ geht.

Die benutzerselektierten Parameter des Steuerprogramms sind in dem Hauptbildschirm einer Graphikbenutzerschnittstelle, die durch das Steuerprogramm vorgesehen ist, integriert.

Ein Beispiel des Hauptbildschirms mit dem Titel "W-CDMA ACPR Test System for Amplifiers" ("W-CDMA-ACPR-Testsystem für Verstärker") ist in Fig. 7 veranschaulicht. Die benut­ zerselektierten Parameter des Hauptbildschirms umfassen Eingaben wie beispielsweise eine Leistungswobbeleingabe und eine Mittenfrequenzeingabe. Die Hauptbildschirmbenutzer­ schnittstelle umfaßt auch Bedienpersonsteuerungen, wie z. B. eine Taste "Programm ausführen", eine Taste "Daten an­ zeigen", eine Taste "erweiterte Optionen", eine Taste "Dämpfungsglieder einstellen", eine Taste "Diode kalibrie­ ren", eine Taste "Parken und Spielen", eine "Hilfe"-Taste und eine Taste "Beenden".

Die Eingabe Leistungswobbeln ermöglicht es einem Benutzer, den Leistungsschrittparameter für die ACPR-Messung ein­ zugeben. Das ACPR-Steuerprogramm ist eingerichtet, um die Eingangs- oder Ausgangsleistung des DUT standardmäßig zu wobbeln. Der Benutzer gibt die Minimalleistungs-, Maximal­ leistungs- und Leistungsschrittparameter ein und gibt an, ob die Parameter einem DUT-Eingangs- oder einem -Ausgangsleistungspegel entsprechen. Die Eingabe Mittenfre­ quenz ermöglicht es dem Benutzer, die Mittenfrequenz eines Hauptkanals bei der ACPR-Messung zu spezifizieren. Die VEE- Software mißt das W-CDMA-ACPR in einer Bandbreite von 4,096 MHz, was einem W-CDMA-Standardkanalabstand von 5 MHz ent­ spricht. Nachdem die Mittenfrequenz spezifiziert ist, be­ stimmt die Software benachbarte obere und untere Kanäle. Der Benutzer wird durch das Steuerprogramm aufgefordert, zu bestätigen, daß die Detektoren 126, 128 für die ausgewählte Mittenfrequenz kalibriert wurden und daß die spezifizierten Leistungspegel in der Eingabe Leistungswobbeln eingestellt wurden. Eine Kurvenanpassung wird für Leistungspegel und Frequenzen verwendet, die keinen Einträgen in der gespei­ cherten Kalibrierungstabelle für jeden Detektor 126, 128 entsprechen.

Im allgemeinen wird bei den Daten in den Kalibrierungsta­ bellen eine Extrapolation verwendet, wenn gemessene Werte von einem Detektor außerhalb des Kalibrierungstabellenbe­ reichs fallen. Ein Polynom einer hohen Ordnung wird an die ursprünglichen Kalibrierungsdaten kurvenmäßig angepaßt und verwendet, um Leistungspegel in einer Extrapolation zu schätzen. Vorzugsweise werden die Detektoren über den ge­ samten Bereich erwarteter Leistungspegel und Frequenzen ka­ libriert. Eine Interpolation wird bei den Daten in der Ka­ librierungstabelle verwendet, wenn der gemessene Wert von einem Detektor zwischen Kalibrierungsdatenpunkte in der Ta­ belle fällt. Die interpolierten Daten werden von einem Po­ lynom einer hohen Ordnung, der an die ursprünglichen Kali­ brierungsdaten kurvenmäßig angepaßt ist, berechnet. Der Be­ nutzer hat die Option, zu untersuchen, wie gut die polyno­ mische Gleichung, durch Kurvenanpassung erzeugt, zu den Da­ ten paßt. Die Taste Dioden kalibrieren umfaßt ein Unterme­ nü, das es Benutzern ermöglicht, graphische Darstellungen von gemessenen als Funktion von berechneten Antworten ein­ zusehen. Wenn der Benutzer eine Kalibrierungsdatei auf­ weist, die die gemessenen Leistungspegel derselben umfaßt, ist die Meßgenauigkeit sehr hoch und wird eher durch den Meßprozessor begrenzt als durch die Interpolation von Daten in der Kalibrierungsdatentabelle.

Ein Drücken der Taste Programm ausführen leitet eine Meßse­ quenz ein. Die Taste Daten anzeigen liest zuvor gemessene Daten aus Datendateien, die durch das Computersteuersystem gespeichert sind, und zeigt diese an. An einer einzigen graphische Darstellung, die durch diese Funktion erzeugt wurde, können bis zu sechs Spuren oder unabhängige Daten­ sätze angezeigt werden. Die Taste Erweiterte Optionen er­ möglicht es dem Benutzer, eine etwas feinere Steuerung dar­ über zu haben, wie Messungen durchgeführt werden. Bei­ spielsweise kann der Benutzer auswählen, ob bei den ACPR- Messungen der obere oder der untere Nachbarkanal verwendet wird. Der obere Kanal ist der Standardkanal.

Die Taste Dämpfungsglied einstellen konfiguriert die In­ strumente und ermöglicht es dem Benutzer, das Eingangsdämp­ fungsglied 124 und das Ausgangsdämpfungsglied 122 zu steu­ ern. Zudem versetzt die Taste Dämpfungsglied einstellen den Benutzer in die Lage, den SPDT-Schalter 116 und andere Kom­ ponenten des Meßsystems 300 überwiegend für Fehlersuchzwec­ ke zu steuern. Die Taste Dioden kalibrieren ermöglicht es dem Benutzer, die Detektoren 126, 128 zu kalibrieren. Die Detektoren 126, 128 müssen für jeden Frequenz- und Modula­ tionstyp leistungskalibriert sein. Das Ergebnis der Kali­ brierung wird in einer ASCII-Testdatei, die nominal als de­ tector_calibration.txt. bezeichnet wird, gespeichert. Die Taste Parken & Spielen richtet die Meßsystemelemente für einen benutzerspezifizierten DUT-Ausgangsleistungspegel ein und zeigt die ATPR-Meßergebnisse an. Diese Taste ermöglicht ein Feinabstimmen des DUT zum Zwecke einer optimalen Lei­ stungsfähigkeit. In der Praxis kann ein Einstellen oder Feinabstimmen des DUT die Aufhebung verschlechtern und kann somit die ACPR-Messung verfälschen. Das Meßsystem 300 ver­ sucht automatisch zu erfassen, wann solche DUT- Einstellungen die Meßgenauigkeit beeinträchtigen könnten, und fordert den Benutzer auf, vor einem Fortschreiten die Aufhebung neu einzustellen. Die Hilfe-Taste liefert dem Be­ nutzer einen gewissen Anweisungstext, während die Taste Be­ enden zu einem Verlassen des Steuerprogramms führt.

Nachdem die Taste Programm ausführen durch einen Benutzer gedrückt wurde, beginnt die Steuerprogrammoperation ein Steuern der DRE 100, 100', und ein Meßzyklus beginnt. Wäh­ rend der Operation werden an der VEE-Tafel (d. h. Benutzer­ schnittstellenanzeige) Meldungen angezeigt, die den Fort­ schritt der Messung anzeigen. Beispielsweise wird eine Mel­ dung, die angibt, daß das System gerade den Ausgangsverlust und/oder die Ausgangsverstärkung bestimmt, zu einem geeig­ neten Zeitpunkt in dem Meßzyklus angezeigt (z. B. Nach­ richt: "Bestimme Systemausgangsverlust/-verstärkung"). Das Steuerprogramm kann auch über den Meßprozessor 150 den Fortschritt der Messung anzeigen, wie beispielsweise bei einem Spektrumanalysator. Die Absicht der Meldungen besteht darin, den Benutzer über den Fortschritt der Messung auf dem laufenden zu halten, da manche Meßzyklen eine relativ lange Dauer aufweisen können.

Die Steuerprogrammoperation beginnt mit einem Bestimmen, wie viele Steuerleitungen der Eingangs- /Ausgangsdämpfungsglieder 124, 122 und Detektoren 126, 128 konfiguriert sind. Das Steuerprogramm bestimmt daraufhin die Verstärkung des Vorverstärkers 106 und des LNA 108. Daraufhin wird durch das Programm eine Schätzung der DUT- Verstärkung durchgeführt, indem teilweise Informationen von den Detektoren 126, 128 verwendet werden, und das Programm versucht, das Nullabgleichen der Signalleistung in dem Hauptkanal des W-CDMA-ACPR zu erreichen. Der Begriff "Nullabgleichen", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen Prozeß, durch den die Leistung in einem Hauptkanal des W-CDMA-ACPR auf einen niedrigen Pegel, vor­ zugsweise ungefähr Null, verringert wird, indem die diver­ sen steuerbaren Elemente der DRE 100, 100' eingestellt wer­ den.

Nachdem das Steuerprogramm versucht hat, einen Nullabgleich der DUT-Verstärkung durchzuführen, wird es dem Benutzer er­ möglicht, das Nullabgleichen feinabzustimmen. Eine Benut­ zerschnittstellenanzeige, die als ein Hauptkanal- Nullabglleich-Bildschirm bezeichnet wird, wird dem Benutzer präsentiert, was den Benutzer in die Lage versetzt, die Am­ plitude und die Phase der Signale in dem DUT-Weg 120, 120' und dem Aufhebungsweg 110, 110' in einem Versuch, das Nullabgleichen zu verbessern, einzustellen. Die Hauptkanal- Nullabgleich-Bildschirmbenutzer-Schnittstellenanzeige ist in Fig. 8 veranschaulicht. Der Benutzer kann das Nullab­ gleichen, das durch das Programm erreicht wurde, entweder akzeptieren oder versuchen, das Nullabgleichen unter Ver­ wendung von Steuerungen, die durch den Hauptkanal- Nullabgleich-Bildschirm bereitgestellt werden, zu verbes­ sern.

Der Hauptkanal-Nullabgleich-Bildschirm liefert mehrere Steuerungen und Tools zum Ermöglichen eines manuellen Null­ abgleichens durch den Benutzer. Das Aufhebung-Meßgerät ist ein durch den Nullabgleichbildschirm bereitgestelltes Tool, das eine Angabe des Ausmaßes liefert, in dem die Hauptka­ nalleistung einem Nullabgleich unterzogen wurde. Farben an dem Aufhebungsmeßgerät dienen als grobe Angabe für den Be­ nutzer, wieviel Aufwand auf die Aufhebung verwendet werden sollte. Die Farbe Rot wird verwendet, um anzugeben, daß die Aufhebung gering ist und die resultierenden Meßergebnisse wahrscheinlich ebenfalls gering sein werden. Gelb an dem Aufhebungsmeßgerät gibt an, daß in manchen Fällen die er­ zielte Aufhebung oder der erzielte Nullabgleich ausreichend ist, wohingegen Grün angibt, daß der Benutzer in den mei­ sten Fällen genug Aufhebung erreicht hat. Zudem wird jedes­ mal, wenn eine "Farbgrenze" überschritten wird, eine Mel­ dung oben an dem Aufhebungsmeßgerät angezeigt, die angibt, ob der Benutzer weiterhin versuchen sollte, das Hauptkanalsignal (Träger) einem Nullabgleich zu unterziehen, oder ob er mit der Messung fortfahren sollte.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Aufhebung-Meßgerät le­ diglich ein ungefährer Indikator ist, der verwendet werden kann, um den manuellen Nullabgleichungsvorgang zu führen, und daß eine Aufhebung oder ein Nullabgleichen stark von dem DUT abhängig ist. Im allgemeinen gibt es bei dem Durch­ führen einer Nullabgleichung oder Aufhebung für ACPR zwei Ziele: i) eine Hauptkanalleistung zu minimieren oder zumin­ dest zu reduzieren, so daß der LNA 108 und/oder der Meßpro­ zessor 150 nicht übersteuert werden, und ii) zu versuchen, den Beitrag von Verzerrungen oder Störsignalen der Quelle 140 zur Messung einer Nachbarkanalleistung zu eliminieren oder zumindest zu minimieren. Das Aufhebung-Meßgerät ist ein guter Indikator (i) der Hauptkanalleistung, jedoch nicht des (ii) Verzerrungs- oder Störsignalpegels der Quel­ le 140. Eine Bestimmung der Aufhebung der Verzerrung der Quelle 140 wird oft durch Verwenden der Systemeinrichtungen des Meßprozessors 150 bewerkstelligt. Wenn beispielsweise ein Spektrumanalysator als der Meßprozessor 150 verwendet wird, kann die Anzeige des Spektrumanalysators dazu verwen­ det werden, ein Signalspektrum in dem benachbarten Kanal anzuzeigen. Auf die Signalquelle 140 bezogene Verzerrungen können oft durch Betrachten des Spektrums erfaßt werden. Das letztendliche Ziel des Nullens liegt darin, ein relativ "flaches" Nullabgleichen zu erzeugen, das so viel wie mög­ lich von der Hauptkanalleistung entfernt, während es gleichzeitig die in dem Nachbarkanal vorliegenden Verzer­ rungen der Quelle 140 minimiert. In der Regel ist durch ei­ ne Kombination aus automatischer und manueller Aufhebung eine Hauptkanalleistungsaufhebung von 40 bis 50 dB erreich­ bar.

Der DUT-Leistungswobbeln-Bildschirm der Benutzerschnitt­ stelle zeigt diverse Aspekte des Meßvorgangs und liefert dem Benutzer eine Angabe des Fortschreitens durch den Meß­ zyklus. Der DUT-Leistungswobbeln-Bildschirm ist in Fig. 9 veranschaulicht. Ein Schiebemeßgerät, beispielsweise als "Stromleistungsindikator" bezeichnet, unten links in der Veranschaulichung der Fig. 9, gibt den Fortschritt des Meß­ zyklus hin zum Abschluß an. Diverse während des Meßzyklus durchgeführte Messungen werden periodisch angezeigt. Es folgt eine kurze Beschreibung diverser angezeigter Parame­ ter.

DUT L_ein und DUT L_aus geben DUT-Eingangs- bzw. Ausgangslei­ stungspegel an. Es ist zu beachten, daß die angegebenen Leistungspegel infolge eines Extrapolierens der Kalibrie­ rungsdateidaten für die Detektoren 126, 128 niedriger oder höher sein können als die durch das Programm und die DRE 100, 100' tatsächlich verwendeten. Wenn das Programm be­ stimmt, daß eine Extrapolation erforderlich ist, wird der Benutzer benachrichtigt. DUT Verstärkung gibt die kalku­ lierte DUT-Verstärkung in dB an. Die angezeigte DUT- Verstärkung wird aus DUT Verstärkung - DUT_L_aus - DUT_L_ein berechnet. Das SYS-Grundrauschen zeigt eine Messung des Sy­ stemgrundrauschens an. Dieser Parameter wird verwendet, um Meßfehler von Signalen eines niedrigen Pegels zu korrigie­ ren. Idealerweise ist SYS-Grundrauschen viel geringer als die gemessene Nachbarkanalleistung. SYS-Grundrauschen wird nach Bedarf aktualisiert, wenn das Meßsystem seinen Zustand ändert. Beispielsweise kann das SYS-Grundrauschen aktuali­ siert werden, wenn das Programm den Meßprozessor (z. B. Spektrumanalysator) 150 anweist, seine Dämpfung, seinen Be­ zugspegel oder seine Ausgangsdämpfungsglieder zu ändern. Nachbarkanalleistung ist der gemessene Nachbarleistungspe­ gel, einschließlich Systemrauschen. Korrig. Nachbarkanal­ leistung ist der gemessene Nachbarkanalleistungspegel, der bezüglich der Auswirkungen des Systemrauschens korrigiert ist. Nachb.leist. @ DUT ist die korrigierte Nachbarkanal­ leistung, die auf den DUT-Ausgang bezogen ist. ACPR ist die unter Verwendung der Gleichung 4 b_erechnete Berechnung des DUT-ACPR.

ACPR = -(DUT_L_aus - Nachb._Leist._@_DUT) (4)

Immer wenn sich die Hardwarekonfiguration der DRE 100, 100' oder des Meßsystems 300 ändert (z. B. Eingangsdämpfung wird zu Ausgangsdämpfung geschaltet), wird der Benutzer veran­ laßt, die Phase und Amplitude neu einzustellen, um ein ma­ ximales Signal-Nullabgleichen zu erreichen.

Somit wurde eine bzw. ein neuartige(s) Dynamikbereicherwei­ terungsvorrichtung 100, 100' und -verfahren 200 für ein Meßsystem, und ein Meßsystem 300, das die Vorrichtung 100, 100' und das Verfahren 200 enthält, beschrieben. Man sollte verstehen, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich eine Veranschaulichung mancher der vielen spezi­ fischen Ausführungsbeispiele sind, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Natürlich können Fachleute ohne weiteres zahlreiche andere Anordnungen kon­ zipieren, ahne von dem Schutzbereich der vorliegenden Er­ findung abzuweichen.

Claims (24)

1. Vorrichtung (100, 100') zum Erweitern des Dynamikbe­ reichs von Messungen, die bezüglich eines Testobjekts durchgeführt werden, wobei die Vorrichtung ein Vor­ richtungseingangstor, das ein Eingangssignal von einer Quelle aufnimmt, und ein Vorrichtungsausgangstor auf­ weist, das ein Ausgangssignal an einen Meßprozessor liefert, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale auf­ weist:
einen Signalteiler (102), der einen Tellereingang, ei­ nen ersten Tellerausgang und einen zweiten Telleraus­ gang aufweist;
einen Aufhebungsweg (110, 110'), der einen Aufhebungs­ eingang, der mit dem ersten Teilerausgang des Signal­ teilers (102) verbunden ist, und einen Aufhebungsaus­ gang aufweist, wobei der Aufhebungsweg (110, 110') ein Aufhebungssignal erzeugt;
einen Testweg (120, 120'), der einen Testeingang, der mit dem zweiten Teilerausgang des Signalteilers (102) verbunden ist, und einen Testausgang aufweist, wobei der Testweg für ein Einbringen des Testobjekts ausge­ legt ist; und
einen Signalkombinierer (104), der einen ersten Kombi­ nierereingang, der mit dem Aufhebungsausgang des Auf­ hebungswegs (110, 110') verbunden ist, einen zweiten Kombinierereingang, der mit dem Testausgang des Test­ wegs (120, 120') verbunden ist, und einen Kombinierer­ ausgang aufweist,
wobei das Aufhebungssignal einen Teil eines Antwortsi­ gnals, das durch das Testobjekt erzeugt wird, aufhebt.

2. Vorrichtung (100, 100') gemäß Anspruch 1, bei der der Aufhebungsweg (110, 110') einen Phasenschieber (112) zwischen dem Aufhebungseingang und dem Aufhebungsaus­ gang aufweist.

3. Vorrichtung (100, 100') gemäß Anspruch 2, bei der der Testweg (120, 120') zwischen dem Testobjekt und dem Testausgang des Testweges ein Ausgangsdämpfungsglied (122) aufweist.

4. Vorrichtung (100, 100') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner folgende Merkmale aufweist:
einen Vorverstärker (106) zwischen dem Vorrichtungs­ eingangstor und dem Teilereingang des Signalteilers (102); und
einen geräuscharmen Verstärker (108) zwischen dem Kom­ biniererausgang des Signalkombinierers (104) und dem Vorrichtungsausgangstor.

5. Vorrichtung (100') gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der Aufhebungsweg (110') ferner ein Dämpfungs­ glied (114) zwischen dem Aufhebungseingang und dem Aufhebungsausgang aufweist.

6. Vorrichtung (100') gemäß Anspruch 5, bei der das Dämp­ fungsglied (114) ein mechanisch variables Dämpfungs­ glied ist.

7. Vorrichtung (100') gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der der Aufhebungsweg (110') ferner einen Schalter (116) zwischen dem Aufhebungseingang und dem Aufhe­ bungsausgang aufweist.

8. Vorrichtung (100') gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der der Aufhebungsweg (110') ferner einen Zeitver­ zögerungsjumper (118) zwischen dem Aufhebungseingang und dem Aufhebungsausgang aufweist, der für eine Ein­ bringung zusätzlicher Komponenten in den Aufhebungsweg (110') ausgelegt ist.

9. Vorrichtung (100') gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der der Testweg (120') ferner ein Eingangsdämp­ fungsglied (124) zwischen dem Testeingang des Testwegs und dem Testobjekt aufweist.

10. Vorrichtung (100') gemäß Anspruch 9, bei der das Ein­ gangsdämpfungsglied (124) und das Ausgangsdämpfungs­ glied (122) mechanische Stufendämpfungsglieder sind.

11. Vorrichtung (100') gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, bei der der Testweg (120') ferner einen ersten gekop­ pelten Detektor (126) zwischen dem Testeingang und dem Testobjekt, und einen zweiten gekoppelten Detektor (128) zwischen dem Testobjekt und dem Testausgang auf­ weist, wobei der erste gekoppelte Detektor (126) und der zweite gekoppelte Detektor (128) Signalleistungs­ pegel an einem Eingang bzw. einem Ausgang des Testob­ jekts erfassen.

12. Verfahren (200) zum Erweitern eines Dynamikbereichs einer an einem Testobjekt durchgeführten Messung, wo­ bei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Teilen (202) eines Eingangssignals (S) in ein erstes Signal und ein zweites Signal;
Phasenverschieben (204) des ersten Signals, um ein Aufhebungssignal (Sc*) zu erzeugen;
Anlegen (206) des zweiten Signals an das Testobjekt, um ein Antwortsignal zu erzeugen, das einen Hauptteil und einen Verzerrungsteil aufweist;
Dämpfen (208) des Antwortsignals; und
Kombinieren des Aufhebungssignals und des Antwortsi­ gnals, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das den Ver­ zerrungsteil aufweist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem das Aufhebungssi­ gnal (Sc*) bei dem Schritt des Kombinierens den Haupt­ teil des Antwortsignals aufhebt.

14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem das erste Signal und das zweite Signal Gleichphasen- Gleichleistungsreproduktionen voneinander sind.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der Schritt des Dämpfens ferner ein Bestimmen einer ungefähren Verstärkung des Testobjekts aufweist.

16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, das ferner den Schritt eines Kalibrierens (212) von Lei­ stungspegeln, einer Phasenverschiebung und einer Dämp­ fung vor dem Schritt des Phasenverschiebens (204) und dem Schritt des Dämpfens (208) aufweist.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem der Schritt des Kalibrierens (212) folgende Schritte aufweist:
Erzeugen einer Nachschlagetabelle aus Signalleistungs­ pegeln, die vor und nach dem Testobjekt erzeugt wur­ den; und
Nullabgleichen einer linearen Komponente des Ausgangs­ signals.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem der Schritt des Nullabgleichens folgende Schritte aufweist:
Einstellen der Phasenverschiebung; und
Einstellen der Dämpfung.

19. Meßsystem (300), das einen erweiterten Dynamikbereich und eine verbesserte Meßgenauigkeit aufweist, für Mes­ sungen von Verzerrungssignalen eines niedrigen Pegels, die durch ein Testobjekt erzeugt werden, wobei das Meßsystem folgende Merkmale aufweist:
eine Signalquelle (140), die ein Eingangssignal er­ zeugt;
einen Meßprozessor (150), der eine Messung von Verzer­ rungssignalen eines niedrigen Pegels innerhalb eines Ausgangssignals durchführt; und
eine Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung (100, 100') zwischen der Signalquelle (140) und dem Meßprozessor (150), wobei die Vorrichtung ein Vorrichtungseingangs­ tor zum Empfangen des Eingangssignals und ein Vorrich­ tungsausgangstor zum Liefern des Ausgangssignals auf­ weist, wobei die Vorrichtung ein Aufhebungssignal er­ zeugt, das einen Teil eines Antwortsignals, das durch das Testobjekt erzeugt wurde, aufhebt.

20. Meßsystem (300) gemäß Anspruch 19, bei dem die Dynamikbereicherweiterungsvorrichtung (100, 100') folgende Merkmale aufweist:
einen Signalteiler (102), der einen Teilereingang, ei­ nen ersten Teilerausgang und einen zweiten Telleraus­ gang aufweist;
einen Aufhebungsweg (110, 110'), der das Aufhebungssi­ gnal erzeugt, wobei der Aufhebungsweg einen Aufhe­ bungseingang, der mit dem ersten Teilerausgang des Si­ gnalteilers verbunden ist, und einen Aufhebungsausgang aufweist;
einen Testweg (120, 120'), der einen Testeingang, der mit dem zweiten Teilerausgang des Signalteilers ver­ bunden ist, und einen Testausgang aufweist, wobei der Testweg für die Einbringung des Testobjekts ausgelegt ist; und
einen Signalkombinierer (104), der einen ersten Kombi­ nierereingang, der mit dem Aufhebungsausgang des Auf­ hebungswegs verbunden ist, einen zweiten Kombi­ nierereingang, der mit dem Testausgang des Testwegs verbunden ist, und einen Kombiniererausgang aufweist,
wobei der Signalteiler zwischen dem Vorrichtungsein­ gangstor und den Aufhebungs- und Testeingängen ange­ ordnet ist und der Signalkombinierer zwischen den Auf­ hebungs- und Testausgängen und dem Vorrichtungsaus­ gangstor angeordnet ist.

21. System (300) gemäß Anspruch 20, bei dem der Aufhe­ bungsweg (110, 110') einen Phasenschieber (112) zwi­ schen dem Aufhebungseingang und dem Aufhebungsausgang aufweist und bei dem der Testweg ein Ausgangsdämp­ fungsglied (122) zwischen dem Testobjekt und dem Test­ ausgang des Testweges aufweist.

22. System (300) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21, das ferner eine Computersteuerung zum Steuern des Be­ triebs des Meßsystems aufweist.

23. System (300) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem der Meßprozessor (150) ein Spektrumanalysator ist.

24. System (300) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem die Signalquelle ein Generator eines willkürli­ chen Signalverlaufs ist.