專利名稱：測量誤差校正方法與電子元件特性測量裝置的制作方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種測量誤差校正方法，其中當被測電子元件裝在生產(chǎn)測試夾上用測量儀測量多端口被測電子元件的電氣特性時，把使用生產(chǎn)測試夾的被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值校正到在該測量儀和另一臺測量性能特征被視為相當于該測量儀的測量儀之一測量在標準測試夾上處于安裝狀態(tài)的被測電子元件時可得到的電氣特性，造成電子元件的電氣特性測量結果不同于生產(chǎn)測試夾所提供的該電子元件的電氣特性測量結果。本發(fā)明還涉及執(zhí)行測量誤差校正方法的電子元件特性測量裝置。
相關技術說明為從測量值中消除測量系統(tǒng)誤差的影響，要執(zhí)行SOLT校正法，準備一種標準器件，它具有一種事先確定的真實的電氣特性物理值(如散射系數(shù))。這里將一同軸電子元件用作標準器件，在極端極限下有一真實的電氣特性物理值。把該同軸電子元件用作標準器件，原因在于相對容易在具有電氣特性極端值的該元件中確定真實的電氣特性物理值。在斷路、短路與端接等電氣狀態(tài)中，該同軸電子元件真實的電氣特性物理值呈現(xiàn)出極端值。這種同軸電子元件被用作標準器件。測定電子元件如該同軸電子元件真實的電氣特性物理值，這里稱為確定真實物理值。
回過來討論SOLT校正。把準備的標準器件接同軸電纜的端部，電纜另一端接測量裝置上的一個或多個連接端口，按這種配置法測量該標準器件的電氣特性。取下標準器件，同軸電纜的端子(測量裝置上的端口)相互連接(直通連接)，再測量電纜的電氣特性。從接標準器件狀態(tài)的電氣特性中確定直到同軸電纜兩端的誤差因子。通過確定該誤差因子，從測量的電氣特性中消除誤差的影響，從而計算出接同軸電纜兩端的同軸電子元件的電氣特性。同軸電纜的該端部用作校正平面。
算出標準器件的測量值與真實物理值之間的對應關系(確定標準器件的誤差因子)。在測量實際樣件的電氣特性時，根據(jù)算出的對應關系校正測量值(用計算消除誤差因子的影響)。對應關系的計算和基于該對應關系的測量值校正(確定誤差因子和通過計算消除誤差因子)稱為校正。SOLT校正就是這類校正法之一。
不帶同軸連接器的電子元件(稱為非同軸電子元件)，如表面裝貼電子元件，要求在測量其電氣特性時作上述校正。接測量裝置一連接端口的同軸電纜通過夾具接非同軸電子元件。夾具的同軸連接器要接同軸電纜，該夾具與接同軸電纜的同軸連接器相接。測量裝置測量裝在接同軸電纜的夾具上的非同軸電子元件的電氣特性。
從原理上講，要求用標準器件校正非同軸電子元件，但實際上不能為這些非同軸電子元件生產(chǎn)一種標準器件，因為極難確定同軸型以外的標準器件實際的物理值。若在不用非同軸標準器件的情況下校正非同軸電子元件，校正平面就變?yōu)橥S電纜的端部，與連接同軸電纜的夾具無關。為此，將該非同軸電子元件裝在應用于無校正平面的夾具上，測出非同軸電子元件的電氣特性。
夾具有出現(xiàn)誤差的可能性。確定非同軸電子元件的電氣特性無須注意夾具引起的誤差因子，即夾具引起的誤差因子可根據(jù)夾具的物理尺度通過計算而評估。評估的夾具誤差因子通過計算從測得的電氣特性中消除。因此在非同軸電子元件的測量期間，注重校正的精密度(如參見Agilent Technologies 8720 ESUser’s Guide P.7-37 to P.7-51)。
在特定測量期間校正非同軸電子元件的常規(guī)技術并不一定提供高的校正精度。如上所述，測量裝置(主要是網(wǎng)絡分析儀)的校正平面被強制成為同軸表面，如同軸電纜的端部。測量裝置測試通過受限制的校正平面連接的電子元件。然而，非同軸電子元件并不直接接同軸表面(校正平面)。對測量而言，非同軸電子元件通過夾具(一類傳輸線)接測量裝置。各夾具有其自己的特性，很難使多個夾具做成均一的特性。當通過夾具測量非同軸電子元件的特性時，自然會出現(xiàn)各夾具獨特的誤差，造成測量結果的變化，劣化了校正精度。
在三端口非同軸電子元件中(如雙工器)，在多個夾具之間形成均一特性甚至更難，夾具不實用。
工作于高頻區(qū)平衡信號而不是不平衡信號的電子元件，正日益增多。平衡信號作為相位差為180°的兩個信號被發(fā)射，而接收信號在接收機一側作為這兩個信號之差的平衡信號被接收。由于其抗擾性優(yōu)于普通不平衡信號，故目前用得較多。鑒于單個信號以平衡信號模式作為雙信號來發(fā)射，一個平衡端口對應于兩個不平衡端口，例如具有平衡的輸入與輸出的濾波器是一種雙端口器件，但實際上相當于不平衡的四端口器件。其實除了接地端，平衡輸入與輸出的濾波器還設有四個輸入與輸出端子。
隨著更多的電子元件變?yōu)槠胶庑?，預期非同軸電子元件如表面裝貼元件的端口數(shù)會增多。因此，要求一種適于這類電子元件工作的相對校正方法，以提供高校正精度，滿足多端口要求。
發(fā)明內容
為克服上述的缺點，本發(fā)明提供一種測量誤差校正方法，其中在用測試儀測量裝在生產(chǎn)測試夾上的多端口被測電子元件的電氣特性時，把應用生產(chǎn)測試夾得出的被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值校正到假定在用測試儀和另一臺在測量性能特性中被視為等同于該測試儀的測試儀之一測量裝在標準測試夾上的被測電子元件時所得到的電氣特性，而標準測試夾導致與生產(chǎn)測試夾提供的測量值不同的測量值。
本發(fā)明方法包括以下諸步驟準備至少三個電氣特性不同而且端口之間具有極小傳輸系數(shù)的校正數(shù)據(jù)采集樣件；通過用測試儀和另一測試儀之一測量裝在標準測試夾上的校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，得到該校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值；通過用測試儀和另一測試儀之一測量裝在生產(chǎn)測試夾上的該校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，得到該校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值；根據(jù)校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾與生產(chǎn)測試夾的測量值，確定相對校正結合器的誤差因子，該相對校正結合器模擬成包含一個連接測試儀附近生產(chǎn)測試夾諸端口的雙端口網(wǎng)絡，而且具有把其上裝有被測電子元件的生產(chǎn)測試夾產(chǎn)生的電氣特性修正為其上裝有該被測電子元件的標準測試夾產(chǎn)生的電氣特性的特征；通過用測試儀和另一測試儀之一測量裝在生產(chǎn)測試夾上的被測電子元件，得到該被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值；并且通過用相對校正結合器的誤差因子校正被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值，計算該被測電子元件的標準測試夾測量值，假定這是在用測量儀和另一測量儀之一測量裝在標準測試夾上的被測電子元件時得到的。
本發(fā)明還涉及一種包含一測量儀的電子元件特性測量裝置，該測量儀測量裝在生產(chǎn)測試夾上的多端口被測電子元件的電氣特性，并把測試儀上測試的裝在生產(chǎn)測試夾上的電子元件的電氣特性校正到假定在該測試儀和另一測量裝置(包括在測量性能特性上被視為相當于該測試儀的一測試儀)之一測量裝在標準測試夾上的該被測電子元件時得到的電氣特性，而標準測試夾導致電子元件的電氣特性測量結果不同于生產(chǎn)測試試夾提供的該電子元件的電氣特性測量結果。
本發(fā)明的電子元件特性測量裝置包括獲取校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值的裝置，其方法是用測量儀測量至少三個校正數(shù)據(jù)采集樣件，它們的電氣特性不同，而且端口間的傳輸系數(shù)極小，被裝在標準測試夾上；通過用測量儀測量在生產(chǎn)測試夾上的校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性而得到其生產(chǎn)測試夾測量值的裝置；根據(jù)校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾和生產(chǎn)測試夾的測量值確定相對校正結合器的誤差因子的裝置，而該相對校正結合器被模擬成包括一個接至測量裝置附近的生產(chǎn)測試夾端口的雙端口網(wǎng)絡，其特征在于把其上裝有被測電子元件的生產(chǎn)測試夾產(chǎn)生的電氣特性修正為其上裝有被測電子元件的標準測試夾產(chǎn)生的電氣特性；通過用測試儀測量裝在生產(chǎn)測試夾上的被測電子元件而得到其生產(chǎn)測試夾測量值的裝置；以及通過用相對校正結合器的誤差因子校正的被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值而計算被測電子元件的標準測試夾測量值的裝置，該測量值假定在測試儀和另一測量裝置之一測量裝在標準測試夾上的被測電子元件時得到。
根據(jù)本發(fā)明，通過測定相對校正結合器的狀態(tài)來估算標準測試夾測量值，而該接合器位于生產(chǎn)測試夾測量值所表示的一模型的各端口。
本發(fā)明采取相對校正結合器形式的校正方法以線性聯(lián)立議程實施，其中生產(chǎn)測試夾測量值是一已知的常數(shù)，而標準測試夾測量值為未知的變量。線性聯(lián)立議程的項數(shù)是端口數(shù)的三倍。求解該線性聯(lián)立議程，可實施本發(fā)明的校正方法。
線性聯(lián)立方程便于用計算機算法自動表示。通過用LU分解等一般方法求解線性聯(lián)立方程，提供對應于任意端口數(shù)測量系統(tǒng)的校正方法。本方法通用于無視端口使用數(shù)量的測量系統(tǒng)。若注重校正處理速度，可事先用代數(shù)法求解該線性聯(lián)立方程，再用該方程作校正計算。
生產(chǎn)測試夾測量值為已知常數(shù)而標準測試夾測量值為未知變量的線性聯(lián)立方程，其解法相當于執(zhí)行上述的SOLT校正，換言之，實施本發(fā)明的校正方法，相當于在任何端口數(shù)的測量系統(tǒng)中執(zhí)行SOLT校正。
在本發(fā)明的校正方法和特性測量裝置中，在每個生產(chǎn)測試夾與標準測試夾上測量多個校正數(shù)據(jù)采集樣件，根據(jù)測量結果確定相對校正結合器。從理論上講，要求的校正數(shù)據(jù)采集樣件數(shù)為三個，與測量系統(tǒng)的端口數(shù)無關。不一定要確定的校正數(shù)據(jù)采集樣件的真實物理值，但其傳輸系數(shù)必須是足夠小。
本發(fā)明的校正方法不計漏泄效應(直達波)。在測量中使用隔離度低的夾具時，會出現(xiàn)校正誤差，結合使用所謂的補償校正可減小該誤差。
實施本發(fā)明時，不平衡輸入-平衡輸出器件可以作為三端口的不平衡器件來測試，在通過本發(fā)明的校正法校正測試結果后，可根據(jù)不平衡信號自然確定平衡信號。根據(jù)本發(fā)明，被測平衡系統(tǒng)作為被測不平衡系統(tǒng)來測量，然后對測量結果應用本發(fā)明，由此實現(xiàn)相對校正。
在本發(fā)明一實施例中，校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一的電氣特性較佳地在通過每個夾具對校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一施加直流電流與直流電壓之一的狀態(tài)下測量，使加給校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一的直流電流與直流電壓之一的值在以下各步驟或方法中保持不變獲取校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值；獲取校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值；和獲取被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值。在這種配置中，適用于誤差校正法的本發(fā)明應用于有源電子元件，如雙極型晶體管、FET或包含這些器件的放大器。
根據(jù)施加的直流電壓幅值或流通的直流電流的幅值，有源電子元件的交流特性一般有明顯的變化。配在生產(chǎn)測試夾里用于測試有源電子元件的電路，有時包括一個電子元件，如電解電容器、高介電常數(shù)型單塊陶瓷電容器或二極管等半導體器件。根據(jù)施加的電壓幅值或流通的電流幅值，這些電子元件會改變交流特性。在使用配備這種具備該特征的電子元件的夾具測量校正數(shù)據(jù)采集樣件或被測電子元件時，若直流電壓施壓狀態(tài)或直流電流流動狀態(tài)從測量校正數(shù)據(jù)采集樣件時改變到測量有源被測電子元件時的狀態(tài)，則有源電子元件和夾具二者的交流特性都會變化。
根據(jù)加到夾具的電壓幅值或流通夾具的電流幅值，有源電子元件的交流特性明顯變化，由于該變化由有源被測電子元件的電氣特性變化造成，故難以用本發(fā)明的相對校正法校正該變化。這是因為本發(fā)明的相對校正法是一種校正測量值的方法，而測量值的變化原因在于夾具重疊于有源電子元件電氣特性上的誤差隨電子元件保持未受擾動的電氣特性而變化。
若將電流或電壓的上述應用條件的改進加到本發(fā)明的誤差校正方法時，顯然就把配入構成夾具的電路里的電子元件的特性視為被測電子元件的特性，結果可防止有源被測電子元件的電氣特性變化發(fā)生改變。
根據(jù)有源被測電子元件，基本上同樣的電流會不一樣。在大多數(shù)有源電子元件中，0.05太電壓差和0.1mA電流差被視作基本上相同的電壓與電流。
不同于交流特性，通過生產(chǎn)測試夾加到有源被測電子元件的直流電壓和直流電流之一的值，相對容易與通過標準測試夾到有源被測電子元件的直流電壓和直流電流之一的值相等。
實現(xiàn)該目的方法是使用穩(wěn)壓電源，和電源應用有嚴格容差(如15％合格)的電子元件如電阻器。直流特性不受焊到電路板的元件的安裝狀態(tài)的影響。
實施本發(fā)明時，校正數(shù)據(jù)采集樣件的結構較佳地使其至少一個端口能防止直流電流流過。
根據(jù)本發(fā)明，校正數(shù)據(jù)采集樣件可以具有斷路、短路與端接的特征。然而，若將具有短路特征的校正數(shù)據(jù)采集樣件裝在夾具上(生產(chǎn)測試夾或標準測試夾)來測量有源電子元件，大的直流電流就在夾具的電極之間流通，夾具電路中的直流電壓或電流就變得與測量有源被測電子元件時的情況不同，從而劣化了校正精度。若不表述為短路情況，則具有端接特征的校正數(shù)據(jù)采集樣件也有類似問題。
如上討論，若在校正數(shù)據(jù)采集樣件的至少一個端口防止直流電流通過的情況下測量該校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，則夾具電路的直流電壓或直流電流的關系保持不變，校正精度不劣化。例如，可對校正數(shù)據(jù)采集樣件的該端口接一電容器，只讓交流電流通過，直流信號被阻。
當有源被測電子元件的至少一個連接端子直接接夾具電路的地電位或至少交流耦合至地電位時，可容易制出任何對地電位具有各種電氣特性的校正數(shù)據(jù)采集樣件。然而，若有源被測電子元件沒有一個連接端子接地電位而且夾具電路的一電子元件相對地電位安置，就難以確定準備對哪一個端子測量校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，無法連接校正數(shù)據(jù)采集樣件。
較佳地，本發(fā)明還包括以下步驟制備作為標準測試夾和生產(chǎn)測試夾的夾具，除了其對應于校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件的端口的諸連接端子外，還有至少一個接各夾具地電位的接地連接端子；制備作為校正數(shù)據(jù)采集樣件的至少一個樣件，其一個端子準備接接地連接端子；以及在獲取帶該端子的校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值的步驟中，以校正數(shù)據(jù)采集樣件接至接地連接端子的端子測量該校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性。
即使有電子元件相對于各標準測試夾和生產(chǎn)測試夾中夾具電路里的地電位，也可構成校正數(shù)據(jù)采集樣件，因而可實施本發(fā)明的相對校正法。接地連接端較佳地接各夾具電路的地電位。
在以上討論中，三個端子中有一個接地的三端口放大器件被當作一個端子作為參考的雙端口器件，這種器件示于圖27(a)與27(b)。實際上有時沒有一個端子能直接接地電位，圖27(c)就是這種典型的例子，必須在FET70的共源放大電路中對源加一電阻器才可測定漏電流或柵電壓。這種工作原理要求零偏置設計，工作中，電路特性受接源的電阻器的高頻特性影響。由于該元件的差異，測量值出現(xiàn)變化，為此必須把作為有源被測電子元件的FET70當作三端口器件來處理。該共源電路將作進一步討論。
若對源接電阻器，放大器件的增益就減小。實踐中，不會發(fā)生放大器件的增益在高于幾GHz的高頻區(qū)變得過大的情況。為降低源阻抗，如圖27(d)所示，把并聯(lián)的電阻器71和電容器72接源，電容器72通常將FET70的源交流耦合至地電位。這里的問題是源阻抗不可避免地會因夾具(電容器)而改變。若將源阻抗即電容器72的阻抗設置得足夠小，就可把作為有源被測電子元件的FET70當作雙端口器件來處理。若這樣設置有困難而且無法控制源阻抗，可對構成夾具(標準測試夾或生產(chǎn)測試夾)的夾具電路加一耦合電容器73，得到圖27(e)的三端口夾具電路。若交流接地的耦合電容器73的阻抗足夠小，則夾具電路端口3上不出現(xiàn)信號。但在實踐中，無法實現(xiàn)完美的零歐姆，總會出現(xiàn)某種信號。在雙端口測量中，由于不知道源端子的狀態(tài)，無法校正夾具間的差異。在三端口測量中，可掌握源端狀態(tài)，能在三端口器件中實行校正接合器型相對校正。
若源端不交流接地，就把電阻器71和電容器72接在新添的電容器73’與FET70之間，如圖27(f)所示，但此時接地面的阻抗極低。由于端口3看到的所有信號是反射信號，故有時實現(xiàn)不了足夠的有效性。
通過以下參照附圖對本發(fā)明諸實施例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點就清楚了。
附圖簡介
圖1是執(zhí)行本發(fā)明測量誤差校正法的測量裝置的平面圖。
圖2是構成執(zhí)行本發(fā)明測量誤差校正法的測量裝置的測試夾結構的平面圖。
圖3是執(zhí)行測量誤差校正法的測量裝置結構的框圖。
圖4是構成執(zhí)行本發(fā)明測量誤差校正法的測量裝置的校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件的背視圖。
圖5是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第一校正圖。
圖6是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第二校正圖。
圖7是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第三校正圖。
圖8是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第四校正圖。
圖9是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第五校正圖。
圖10是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第六校正圖。
圖11是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第七校正圖。
圖12是說明本發(fā)明測量誤差校正法的第八校正圖。
圖13是本發(fā)明測量誤差校正法的第一校正結果曲線。
圖14示出放大的圖13第一曲線的主要部分。
圖15是本發(fā)明測量誤差校正法的第二校正結果曲線。
圖16示出放大的圖15第二曲線的主要部分。
圖17是本發(fā)明測量誤差校正法的第三校正結果曲線。
圖18是本發(fā)明測量誤差校正法的第四校正結果曲線。
圖19示出適用于本發(fā)明測量誤差校正法的校正數(shù)據(jù)采集樣件的結構。
圖20是本發(fā)明一修正實施例使用的一例夾具的電路圖。
圖21是本發(fā)明該修正實施使用的校正數(shù)據(jù)采集樣件的電路圖。
圖22是修正例的測量誤差校正法的第五校正結果曲線。
圖23是本發(fā)明修正實施例的測量誤差校正法的第六校正結果曲線。
圖24是說明本發(fā)明修正實施例的共射放大電路的電路圖。
圖25是按交流工作原理重畫圖24電路的電路圖，假定直流電源相當于接地連接。
圖26是按圖25電路圖編制的信號流程圖。
圖27是對各種有源被測電子元件執(zhí)行本發(fā)明測量誤差校正法的電路圖。
較佳實施例的詳述下面討論本發(fā)明一實施例。本例中，表面裝貼型SAW濾波器當作被測電子元件，包含網(wǎng)絡分析儀的測量裝置測量其電氣特性。本發(fā)明的實施方法采用了校正其測量值誤差的測試儀和采納該校正法的電氣特性測量裝置。本發(fā)明適用于校正從具有至少兩個端口尤其是三個端口的器件得到的測量結果的校正法。本發(fā)明的以下討論聚焦于三端口測量結果的校正法和采納該法的電氣特性測量裝置，但本發(fā)明同樣適用于四端口測量結果校正法和采納該法的裝置，同樣還適用于一端口測量結果校正法與采納該法的裝置以及雙端口測量結果校正法與采納該法的裝置。
圖1是本發(fā)明一實施例的標準特性測量裝置和生產(chǎn)特性測量裝置的結構平面圖，圖2是測試夾結構平面圖，圖3是特性測量裝置的網(wǎng)絡分析儀結構框圖，圖4是作為被測樣件的電子元件與校正數(shù)據(jù)采集樣件的結構底視圖。
生產(chǎn)測量裝置2和標準測量裝置1被認為具有同樣的測量性能特性，并由基本上同樣的儀器制造。然而，只要這兩種儀器具有基本上同樣的測量性能特性，裝置1和2的結構可以不同。用同軸標準器件作校正，可將裝置1和2設定成具有同樣的測量性能特性。
在將電子元件11A或校正數(shù)據(jù)采集樣件11B裝在標準測試夾5A或生產(chǎn)測試夾5B上的情況下，裝置1和2測量各自有多個端口的電子元件11A或校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的電氣特性。
生產(chǎn)測量裝置2具有這樣一種功能，即把電子元件11A裝在生產(chǎn)測試夾5B上時從中得到的測量值校正到假定在把電子元件11A裝到特性不同于生產(chǎn)測試夾5B的標準測試夾5A上時測得的電氣特性。
如圖1所示，裝置1和2包括網(wǎng)絡分析儀3A與3B、同軸電纜4A～4C和標準測試夾5A與5B，網(wǎng)絡分析儀3A和標準測試夾5A屬于標準測量裝置1，網(wǎng)絡分析儀3B和生產(chǎn)測試夾5B屬于生產(chǎn)測量裝置2。
網(wǎng)絡分析儀3A和3B測量用于高頻區(qū)的電子元件的電氣特性，有多個輸入與輸出端口(本例為端口1～3共三個端口)。同軸電纜4A～4C分別接端口1～3，它們的自由端分別接有同軸連接器6。網(wǎng)絡分析儀3A和3B是獲取電子元件11A與校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的標準測試夾測量值的裝置和獲取電子元件11A與校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的生產(chǎn)測試夾測量值的裝置。
如圖2所示，測試夾5A和5B包括絕緣板7、接線部件8和同軸連接器9A～9C。接線部件8形成于絕緣板7頂面7a，包括信號傳輸線8a～8c和地線8d～8i。信號傳輸線8a～8c分別從絕緣板7邊沿伸向絕緣板7表面7a的中心，端接于絕緣板7中心部的端部，端部間有一間距。地線8d～8i排列在絕緣板7中心部，各自的位置在各信號傳輸線8a～8c的兩側。位于傳輸線8a兩側的地線8d和8e、位于傳輸線8b兩側的地線8f和8g以及位于信號線8c兩側的地線8h和8i，都相互隔開(像信號傳輸線8a～8c那樣)。
信號傳輸線8a～8c分別連接同軸連接器9A～9C的內導體(未示出)。地線8d～8i經(jīng)各自的通鍍孔導體10接絕緣板7背面的接地圖案(未示出)，再連接同軸連接器9A～9C的外導體(未示出)。
參照圖2，標準測量裝置1的標準測試夾5A和生產(chǎn)測量裝置2的生產(chǎn)測試夾5B的形狀一樣，但不要求它們形狀相同，生產(chǎn)測試夾5B的形狀可以與標準測試夾5A不同，可以具有適用于自動分類測量裝置的形狀。
構成生產(chǎn)測量裝置2的網(wǎng)絡分析儀3B包括圖3所示的網(wǎng)絡分析儀主單元20和控制器21，控制器21包括控制器主單元22、存儲器23、誤差因子確定裝置24和校正值計算裝置25。
電子元件11A和校正數(shù)據(jù)采集樣件11B都是電子元件，各有至少三個輸入與輸出端口(本例為三端口)。如圖4所示，電子元件11A和校正數(shù)據(jù)采集樣件11B各自在背面11a具有傳輸線端子12a～12c和接地端子12d～12i。通過使各樣件11A和11B的背面11a與各測試夾5A和5B的頂面7a接合，把傳輸線端子12a～12c和接地端子12d～12i分別壓入信號傳輸線8a～8c和地線8d～8i而與之接觸，這樣就把電子元件11A和校正數(shù)據(jù)采集樣件11B裝在標準測試夾5A與5B上。
作為本例的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，制備一個在測量裝置1和2執(zhí)行測量操作時呈現(xiàn)與電子元件11A等效的電氣特性的樣件。制備三個測量裝置測量出的電氣特性(如反射系數(shù))不同的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B。校正數(shù)據(jù)采集樣件11B在端口間的傳輸系數(shù)極小，較佳地，校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的端口間傳輸系數(shù)為-20dB或更小。制備至少三個具有這類特征的此種校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，與其連接端口無關。
下面討論本例的測量裝置1和2用于校正測量誤差的校正法。在測量裝置1和2的校正法(下稱校正接合器型相對校正法)中，在各生產(chǎn)測試夾5B和標準測試夾5A上測量三個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，根據(jù)測量結果確定校正系數(shù)(相對校正適配器)。在設定校正系數(shù)期間，要求的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的數(shù)量為三個，在原理上與端口數(shù)無關。雖然不必事先確知校正數(shù)據(jù)采集樣件11B真實的物理值，但是其傳輸系數(shù)必須足夠小。
本發(fā)明校正法(校正接合器型相對校正法的目的在于，根據(jù)生產(chǎn)測量裝置2在目標裝在生產(chǎn)測試夾5B上時測量的電氣特性(下稱生產(chǎn)測試夾測量值)，來估算標準測量裝置1在被測目標(非同軸電子元件)裝在標準測試夾5A上時測量的電氣特性(下稱標準測試夾測量值)。
標準測試夾5A是一種用其測量電子元件而得到一測量值的夾具，然后該測量值用作該電子元件的標準測量值。如在電子元件制造商向用戶擔保電子元件時，已用夾具測量了該電子元件的特性。該夾具對應于標準測試夾5A。生產(chǎn)測試夾5B是一種實際用來測量該電子元件的夾具，其例子就是在自動性能分類機的性能分類處理中測量電子元件電氣特性的夾具。
鑒于它們的結構，多個夾具在其測量值上相互難以以高精密度一致，因而從生產(chǎn)測試夾5B得到的測量值與從標準測試夾5A得到的測量值不能不作校正而相互一致。生產(chǎn)測試夾5B與標準測試夾5A有這么一種關系。
標準測試夾5A和生產(chǎn)測試夾5B測出的測量值，分別稱為標準測試夾測量值和生產(chǎn)測試夾測量值。
網(wǎng)絡分析儀被用作標準測量裝置1和生產(chǎn)測量裝置2的測試儀。若在接網(wǎng)絡分析儀各端口的同軸電纜端部(下稱同軸連接點)執(zhí)行SOLT校正或TRL校正，就可測定接該同軸連接點的任何電路真實的散射系數(shù)值。執(zhí)行SOLT或TRL校正的同軸連接點稱為校正平面。
在用測量裝置1和2測量非同軸電子元件的電氣特性時，將標準測試夾5A或生產(chǎn)測試夾5B裝在校正平面上，在非同軸電子元件裝在標準測試夾5A或生產(chǎn)測試夾5B上的情況下，測量其電氣特性。即便是標準測試夾測量值，也不是樣件的真實值。標準測試夾測量值包括樣件的真實值和屬于標準測試夾5A疊加在真實值上的測量誤差。本發(fā)明的校正接合器型相對校正法根據(jù)不可能測定樣件的真實值的假定而以高精密度評估標準測試夾測量值。
現(xiàn)參照雙端口測量系統(tǒng)討論本發(fā)明的校正接合器型相對校正法。這里討論雙端口測量系統(tǒng)便于理解本發(fā)明的校正接合器型相對校正法，如下討論，該法適用于n端口的測量系統(tǒng)(n為自然數(shù))而不成問題。
用標準測試夾5A測量非同軸電子元件樣件時，難以測出樣件真實的散射系數(shù)值，但真實值肯定存在，下面討論時用S21DUT、與S11DUT等代表真實值。樣件裝在標準測試夾5A上測得的看得見的樣件測量值，包括各真實值S21DUT與S11DUT和標準測試夾5A疊加在真實值上的測量誤差(下稱標準測試夾誤差)，這稱為標準測試夾值。
圖5示出測量系統(tǒng)狀態(tài)。如圖所示，樣件本身標為DUT，標準測試夾測量值用S21D與S11D表示，標準測試夾誤差表示為ED1(輸入端)與ED2(輸出端)。如圖所示，包繞各標準測試夾測量值S21D與S11D的圓圈指可測量的測量值。因無法鑒別樣件S21DUT與S11DUT的真實值，故不能確定標準測試夾誤差ED1與ED2。
如圖6所示，在模擬的測量狀態(tài)中，與圖5一樣的DUT裝在生產(chǎn)測試夾5B上作測量。只要測量同樣的DUT，真實值S21DUT和S11DUT就保持與采用標準測試夾5A測量的真實值不變，但疊加在樣件真實值S21DUT與S11DUT上的誤差是由生產(chǎn)測試夾5B引起的。用生產(chǎn)測試夾5B測量的DUT特性的測量值稱為生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T，生產(chǎn)測試夾5B引起的誤差稱為生產(chǎn)測試夾誤差ET1(輸入端)與ET2(輸出端)。因無法確定標準測試夾誤差ED1與ED2，故不能確定生產(chǎn)測試夾誤差ET1與ET2。
建造一種誤差中和接合器30，其上裝有帶DUT的生產(chǎn)測試夾5B。處于這種安裝狀態(tài)的誤差中接合器30接生產(chǎn)測量裝置2。假定該接合器30具有抵消生產(chǎn)測試夾誤差ET1與ET2即消除誤差的特征。
把誤差中和接合器30具體假定為用雙端口散射系數(shù)表示的虛擬接合器。把生產(chǎn)測試夾誤差ET1與ET2的散射系數(shù)矩陣變換成傳輸矩陣，并確定其逆矩陣，再把該逆矩陣變換成散射系數(shù)矩陣。通過這種矩陣變換，作出誤差為ET1-1與ET2-1的誤差中和接合器30的模型。盡管無法測量誤差中和接合器30的誤差ET1-1與ET2-1，但像上述那樣可以模擬出來。
如圖1所示，其上裝有帶樣件DUT的生產(chǎn)測試夾5B的誤差中和接合30接生產(chǎn)測量裝置2，建立這種狀態(tài)的DUT特性測量模型。生產(chǎn)測試夾誤差ET1與ET2被認為被誤差中和接合器30的誤差ET1-1與ET2-1抵消，于是把DUT測量值視作樣件的真實值S21DUT與S11DUT。
圖8示出的模型假定還將該誤差中和接合器30裝在標準測試夾5A上，而接合器30的生產(chǎn)測試夾5B上面裝有DUT。然后，把這種狀態(tài)的標準測試夾5A接生產(chǎn)測量裝置2作測量。誤差中和接合器30的輸入和輸出點的特性被認為是樣件的真實值S21DUT與S11DUT，標準測試夾5A的輸入和輸出點的特性被認為是標準測試夾測量值S21D與S11D。在連續(xù)安裝了生產(chǎn)測試夾5B、誤差中和接合器30和標準測試夾5A的狀態(tài)下測量DUT特性的模型，被認為等效于圖5的模型，其中DUT特性是在標準測試夾5A裝在生產(chǎn)測量裝置2上的狀態(tài)下測量的。
根據(jù)以上討論，若將生產(chǎn)測試夾測量值S21T和S11T分別乘以誤差中和接合器30的誤差ET1-1與ET2-1和標準測試夾誤差ED1與ED2，生產(chǎn)測量裝置2就可估算出標準測試夾測量值S21D與S11D。
為了估算標準測試夾測量值S21D與S11D，必須確定樣件真實值S21DUT與S11DUT、生產(chǎn)測試夾誤差ET1與ET2、標準測試夾誤差ED1與ED2以及誤差中和接合器的誤差ET1-1與ET2-1。這些參數(shù)無法確定，故本發(fā)明模擬一種新的狀態(tài)。
在圖8的測量模型中，假定把標準測試夾5A和誤差中和接合器30合成為圖9的單個接合器。經(jīng)合成得到的新模擬的接合器稱為相對校正結合器31。相對校正結合器31引起的誤差C1與C2計算如下。把標準測試夾誤差ED1與ED2和誤差中和接合器30誤差ET1-1與ET2-1的散射系數(shù)矩陣變換成傳輸矩陣，確定該傳輸矩陣的乘積，然后把乘積變換成散射系數(shù)矩陣，由此算出相對校正結合器31的誤差C1與C2。
DUT裝在相對校正結合器31上，再把相對校正結合器31裝在圖9模型中的生產(chǎn)測試夾5B上。在圖9的模型中，假定測量狀態(tài)為生產(chǎn)測量裝置2測量DUT，按假定的測量狀態(tài)測出的測量值就是標準測試夾測量值S21D與S11D。若采取了相對校正結合器31，就用生產(chǎn)測試夾5B計算標準測試夾測量值S21D與S11D，而不用標準測試夾5A。
生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T和標準測試夾測量值S21D與S11D都是能通過測量得到的已知值。造成相對校正結合器31的誤差C1與C2的誤差因子數(shù)(未知數(shù))是有限的。若用有限數(shù)量的DUT測定DUT(校正數(shù)據(jù)采集樣件)的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T和標準測試夾測量值S21D與S11D，就可通過計算相對校正結合器31中得到的誤差因子而確定誤差C1和C2。相對校正結合器31的誤差因子可用各種方法計算，現(xiàn)在討論一個計算相對校正結合器31的誤差因子的例子。
為了執(zhí)行本發(fā)明的校正接合器型相對校正法，要求DUT的傳輸系數(shù)幾可忽略(端口間的傳輸系數(shù)較佳為-20dB)。
下面分析DUT的傳輸系數(shù)必須是多小。測定測試夾各端口的校正接合器時，希望DUT在該端口的反射系數(shù)測量值不受另一端口的影響。現(xiàn)用-AdB代表DUT的傳輸系數(shù)，輸入DUT一個端口的測量信號在到達另一端口時被衰減-AdB。到達另一端口的信號的一部分從該端口反射，于是到達一個端口時被衰減了-AdB。到達一個端口的信號在該一個端口疊加在DUT的反射系數(shù)上。在另一端口出現(xiàn)的頻率為數(shù)GHz的反射一般高達-20dB。DUT的傳輸系數(shù)為-20dB時，誤差信號相對DUT輸入信號為-60dB，所以是DUT輸入信號的0.1％，這種影響在大多數(shù)情況下可以忽略。這里引用的值視所需的校正精度而變化。
回過來討論校正接合器型相對校正法，圖10和11示出相對校正的狀況。圖10示出整個雙端口DUT測量系統(tǒng)，圖11示出放大的雙端口DUT的一端口。下面討論中，討論多個端口中的端口1。
從該端口(圖10與11中的端口1)觀察，DUT被視作單端口器件，因而對各端口測定誤差因子C100、C110、C111與C101時，與其余端口均無關。根據(jù)互易性原理，相對校正結合器31的正向傳輸系數(shù)C110與逆向傳輸系數(shù)C101相互相等，相對校正結合器31的四個誤差因子被減為三個獨立的變量C100、(C110＝C101)和C111。若得到三個DUT中每一個的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T和標準測量夾測量值S21D與S11D，就可確定相對校正結合器31的誤差因子C100、(C110＝C101)和C111(如傳輸系數(shù))。
公式(1)計算相對校正結合器31的誤差因子，使用了對三個DUT(校正數(shù)據(jù)采集樣件11B)測量的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T和標準測試夾測量值S21D與S11D。公式(1)中，生產(chǎn)測試夾測量值和標準測試夾測量值諸下標的最后一個下標1、2、3表示這三個DUT(校正數(shù)據(jù)采集樣件11B)的樣件號。
C100＝-(S11D1*S11D3*S11T2*S11T-S11D1*S11D2*S11T2*S11T3-S11D2*S11D3*S11T1*S11T3+S11D1*S11D2*S11T1*S11T3+S11D2*S11D3*S11T1*S11T2-S11D1*S11D3*S11T1*S11T2)/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1)C101＝C110＝±Sqrt((S11D2-S11D1)*(S11D3-S11D1)*(S11D3-S11D2)*(S11T2-S11T1)*(S11T3-S11T1)*(S11T3-S11T2))/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1)C111＝((S11D2-S11D1)*S11T3+(S11D1-S11D3)*S11T2+(S11D3-S11D2)*S11T1)/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1) ...(1)
C101(＝C110)里的符號(±Sqrt……(Sqrt為平方根))不能直接確定。若夾具的電氣長度在物理上比半波長更長(或更短)，相位就沿圓周行程轉2π。即便只觀察反射波，也不能根據(jù)原始電氣長度作鑒別。符號在傳輸系數(shù)中很重要，必須確定正確的符號。
在適用本發(fā)明的低達數(shù)GHz的頻率中，輸入信號的波長一般比標準測試夾5A的電氣長度更長。若夾具5A和5B的電氣長度比該波長更長，就接正符號，反之接負符號，這樣做沒問題。本發(fā)明的校正接合器型相對校正法便如此執(zhí)行。
可同樣地確定相對校正結合器31的端口2的誤差因子，并將這樣確定的端口1和2的誤差因子代入公式(2)，從而根據(jù)生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T估算標準測試夾測量值S21D與S11D。
Denom0＝1-C111*S11T-C211*S22T+C111*C211*S21T*S12T+C111*C211*S11T*S22TS11D＝C100+(C110*C101*S11T-C110*C101*C211*S11T*S22T+C110*C211*C101*S21T*S12T)/Denom0S21D＝C110*C201*S21T/Denom0Denom1＝1-C211*S22T-C111*S11T-C211*C111*S12T*S21T+C211*C111*S22T*S11TS22D＝C200+(C210*C201*S22T-C210*C201*C111*S22T*S11T+C210*C111*C201*S12T*S21T)/Denom1S12D＝C210*C101*S12T/Denom1 ...(2)現(xiàn)在討論在三端口或多端口測量系統(tǒng)中，根據(jù)生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T估算標準測試夾測量值S21D與S11D的校正法。校正接合器型相對校正法用來求解線性聯(lián)立方程，方程所含的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T為已知常數(shù)，標準測試夾測量值S21D與S11D為未知變量，該線性聯(lián)立方程的項數(shù)是端口的三倍。因此，校正接合器型相對校正法通過求解該線性聯(lián)立方程來執(zhí)行。
線性聯(lián)立方程容易用計算機算法自動表示。通過用一般方法如LU分解法(線性聯(lián)立方程的一種求解算法，所謂的直接法)求解該線性聯(lián)立方程，得出對應于任意端口數(shù)測量系統(tǒng)的校正接合器型相對校正法。
不管測量系統(tǒng)的端口數(shù)如何，該法都適用，但計算時間很長。若注重校正處理速度，則可事先用代數(shù)法求解線性聯(lián)立方程，再用該公式作校正計算，但本發(fā)明的校正接合器型相對校正法對多端口測量系統(tǒng)的適用性將會丟失。
求解生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T為已知常數(shù)、標準測試夾測量值S21D與S11D為未知變量的線性聯(lián)立方程，等效于SOLT校正中的計算。在本發(fā)明的校正接合器型相對校正法中，在多端口測量系統(tǒng)內執(zhí)行SOLT校正?，F(xiàn)在討論三端口或多端口測量系統(tǒng)中的校正接合器型相對校正法。
在本發(fā)明的校正接合器型相對校正法中，標準測試夾測量值S21D與S11D的測定如下。當作為一種雙端口網(wǎng)絡的相對校正結合器31接至用生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T表示的測量模型各端口時，把標準測試夾測量值S21D與S11D測定為散射系數(shù)。這樣，本發(fā)明的校正接合器型相對校正法就被定義為一種在將相對校正結合器31接至由生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T表示的測量模型時用于測定散射系數(shù)的方法。
從生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T計算標準測試夾測量值E21D與E11D的方法，以具有相對校正結合器31的假設為基礎。為便于說明，討論一雙端口測量模型，但該方法可機械地擴展到多端口測量模型。
圖12是正向信號流圖，其狀況是在由標準測試夾測量值S21D與S11D表示的測量模型的每個端口都安排了相對校正結合器31。圖12的測量模型是由圖9的模型更詳細地限定的一種型式。
如圖12所示，ET1與ET2是指示生產(chǎn)測試夾5B各端口的誤差因子的雙端口網(wǎng)絡。變成雙端口網(wǎng)絡ET1與ET2的誤差因子的散射系數(shù)并不通過測量確定。在端口1側，C111、C121、C211與C221是變成相對校正結合器31的誤差因子的系數(shù)，它們通過計算確定。N11、N21、N31與N41是相對校正結合器31在端口1側的節(jié)點值。C112、C122、C212與C222是變成相對校正結合器31在端口2側的誤差因子的系數(shù)，它們通過計算確定。N12、N22、N32與N42是相對校正結合器31在端口2側的節(jié)點值。S11DUT與S21DUT是DUT的散射系數(shù)，并不通過測量得到。S11T與S21T是生產(chǎn)測試夾測量值，用測量裝置測得。S11D與S21D是標準測試夾測量值，通過校正接合器型相對校正法估算。
在圖12的信號流圖中，各節(jié)點值都是相鄰節(jié)點輸入的信號之和，該輸入被認為是一相鄰節(jié)點的節(jié)點值與信號傳輸線某系數(shù)的乘積。
如圖所示，節(jié)點N31接收來自節(jié)點N11與N41的信號，這些信號在到達節(jié)點N31之前，分別乘以C111與C121。公式(3)在節(jié)點N31成立。
N13＝C111N11+C112N14...(3)各節(jié)點都保持類似的關系，若用公式表示出這種關系，可得到下面的方程組(4)?？蓪Ω鞫丝跈C械地確定方程組(4)。很容易運用基于計算機的處理來編制類似的n端口方程。方程組(4)的左列對應于端口1的左列，方程組(4)的右列對應于端口2的右列。除了端口數(shù)，這兩列相互相同，即使端口數(shù)增多，也可用計算機法自動地編制方程。
N12＝C121N11+C122N14N22＝C221N21+C222N24N13＝C111N11+C112N14N23＝C211N21+C212N24N14＝S11TN12+S12TN22N24＝S22TN22+S21TN12...(4)下面討論作為常數(shù)的已知量。正向測量中，端口1的信號源輸出被視作1，端口2的信號輸入為0，由此得到公式(5)表示的條件。
N11N12=10···(5)]]>公式(6)在未知數(shù)(標準測試夾測量值S21D與S11D)與各節(jié)點間成立。
S11DS21D=N31N32···(6)]]>公式(4)～(6)是線性聯(lián)立方程，未知量數(shù)量等于方程數(shù)量，求解該線性聯(lián)立方程，可確定未知量標準測試夾測量值S11D與S21D。可以應用用計算機求解線性聯(lián)立方程的任一方法。因方程項數(shù)不很大，故LU分解等直接法很容易求解這些方程。
已討論了正向測量中計算標準測試夾測量值S11D與S21D的方法。為在逆向測量中測定標準測試夾測量值S11D與S21D，照樣應用方程組(4)，但用公式(7)和(8)代替公式(5)與(6)，計算常數(shù)條件和未知量。
N11N12=01···(7)]]>S22DS12D=N32N31···(8)]]>已討論了雙端口測量系統(tǒng)。在n端口系統(tǒng)中，自動編制線性聯(lián)立方程，再用計算機算法方便地求解，從而在多端口測量系統(tǒng)中執(zhí)行校正接合器型相對校正法。
在上述方法中，當相對校正結合器31裝在由生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T表示的測量模型上時，把標準測試夾測量值S21D與S11D測定為散射系數(shù)。在數(shù)學上，把生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T視作已知常數(shù)，把標準測試夾測量值S21D與S11D視作未知變量，來求解方程組(4)。
反之，把標準測試夾測量值S21D與S11D視作已知常數(shù)，把生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T視作未知變量，求解方程組(4)。此時，把生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T當作DUT的真實值，標準測試夾測量值S21D與S11D當作測量裝置觀察的值，根據(jù)該觀察值測定真實值。這一過程完全等同于SOLT校正過程，相對校正結合器31對應于SOLT校正的誤差模型。
按以上方法，SOLT校正通過求解聯(lián)立方程執(zhí)行。聯(lián)立方程的編法是對公式(4)應用下面的公式(9)和(10)。SOLT校正把S11T、S21T、S12T與S22T確定為未知量。
S12T和S22T是逆向的傳輸系數(shù)與反射系數(shù)的生產(chǎn)測試夾測量值，盡管未示出，它們對應于正向測量的S21T與S22T。
N11N31N12N32=1S11D0S21D···(9)]]>N12N32N11N31=1S22D0S12D···(10)]]>如上討論，在任意端口數(shù)的測量系統(tǒng)中，這些線性聯(lián)立方程很容易用計算機算法編制和求解，從而在n端口測量系統(tǒng)中作SOLT校正。
SOLT校正中的誤差因子(如散射系數(shù))確定如下。制備三個特性不同的DUT，各DUT每個端口的測量值是已知的。為校正一個端口，確定定向性、源匹配和反射跟蹤的三個誤差因子(誤差系數(shù))。在校正了這個端口后，確定另一端口的負載匹配和傳輸跟蹤的兩個誤差因子(誤差系數(shù))。這樣，在SOLT校正中確定了這些誤差因子(散射系數(shù))。
當測量系統(tǒng)具有五個或更多端口時，校正接合器型相對校正法變得有效起來，特別在以等效不平衡端口數(shù)衡量時，在平衡測量中當端口數(shù)明顯增多時，該方法是有效的。
現(xiàn)參照實際測量結果討論本發(fā)明的校正接合器型相對校正法。主要測量條件如下被測電子元件11A(DUT)不平衡輸入-平衡輸出SAW濾波器(fn＝1842.5MHz)。對SAW濾波器準備三只正常電子元件和兩只故障電子元件作為被測電子元件11A。
校正數(shù)據(jù)獲取件11B把片狀元件直接焊到SMA連接器的基本上斷路端、基本上短路端與端接端之一，從而制備了三個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B。
標準測試夾5AKMM制造的夾具，其上裝有被測電子元件11A(OUT)。
生產(chǎn)測試夾5B作為生產(chǎn)測試夾5B而制備的是上述具有將其作為誤差因子的校正平面的夾具，50cm長的同軸電纜接端口1，30mm長的接合器接端口2，-3dB的衰減器接端口3。
標準測量裝置1和生產(chǎn)測量裝置2等裝置ADVANTEST制造的R3860型4端口網(wǎng)絡分析儀，頻率范圍達8GHz。裝置之一接標準測試夾5A，作為標準測量裝置1，另一裝置接生產(chǎn)測試夾5B，作為生產(chǎn)測量裝置2。
頻率范圍1650MHz-2050MHz數(shù)據(jù)塊數(shù)401中頻帶寬1000Hz(不作求均處理)測量方法；1.把三個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B分別裝在標準測試夾5A上，后者接測量裝置作測量。這里的測量裝置被視作標準測量裝置1，測量值就是校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的標準測試夾測量值S21D與S11D。
2.同樣地，把三個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B分別裝在生產(chǎn)測試夾5B上，后者接上述的測量裝置。該測量裝置被視作生產(chǎn)測量裝置2，測量值就是校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T。
3.把校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的測量結果即標準測試夾測量值S21D與S11D和生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T代替前述公式(1)，計算相對校正結合器31的誤差因子。
4.把電子元件11A分別裝在標準測試夾5A上，后者再接上述測量裝置作測量。該測量裝置被視作標準測量裝置1，測量值就是電子元件11A的標準測試夾測量值S21D與S11D。
5.同樣地，把電子元件11A分別裝在生產(chǎn)測試夾5B上，后者再接上述測量裝置。該測量裝置被視為生產(chǎn)測量裝置，測量值就是被測電子元件11A的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T。
6.把被測電子元件11A的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T代入前述公式(2)，估算電子元件11A的標準測試夾測量值S21D與S11D。
圖13和14示出被測電子元件11A(無缺陷)的傳輸系數(shù)(Sds21)校正結果。圖13示出從1650MHz到2050MHz整個頻率范圍的響應特性，圖14示出放大的圖13所示響應特性的主要部分。如圖所示，清晰的線條代表標準測試夾測量值S21D與S11D，測試線代表生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T，校正線代表相對校正結果。若測試線被校正為與清晰線一致的校正線，認為校正接合器型相對校正法有效。
從圖13和14明顯看出，由于夾具間的誤差變化的影響，生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T明顯不同于標準測試夾測量值S21D與S11D。應用本發(fā)明的校正接合器型相對校正法對測試夾測量值S21T與S11T的校正結果，精密地匹配標準測試夾測量值S21D與S11D，表明本發(fā)明的校正接合器型相對校正法執(zhí)行了精密校正。
圖15和16示出(故障)電子元件11A的傳輸系數(shù)(Sds21)的校正結果。圖15示出從1650MHz到2050MHz整個頻率范圍內的響應特性，圖16示出放大的圖15所示響應特性的主要部分。只要樣件的特性保持線性，就可執(zhí)行本發(fā)明的校正接合器型相對校正法，無須關注樣件的特性。對被測電子元件11A(故障的)作精密校正。
圖17示出被測電子元件11A(無缺陷)的不平衡傳輸系數(shù)(SSS31)在通帶附近的校正結果，用極坐標表示。在平衡端口兩端輸入兩不平衡端口的差分信號，不期望只是根據(jù)信號幅值的正確校正對平衡端口作一般校正。除了幅值校正外，還須正確地校正相位。
由于衰減器接端口3，因而與標準測試夾測量值S21D與S11D(衰減3dB)相比，測試夾測量值S21T與S11T的幅值衰減很大。測試夾測量值S21T與S11T因其電氣長度的關系而轉動相位。在校正結果中，一般重新建立幅度與相位。
圖18示出(正常)電子元件11A的反射系數(shù)(SSS33)在通帶附近的校正的結果。若執(zhí)行本發(fā)明的校正接合器型相對校正法，反射系數(shù)可得到良好的校正結果。
現(xiàn)在討論用于本發(fā)明的校正接合器型相對校正法的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B。
為執(zhí)行本發(fā)明的校正接合器型相對校正法，要求校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的端口間傳輸系數(shù)盡可能接近零(較佳地等于或低于-20dB)。為構成這種校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，其端口間絕緣性必須盡可能高。為此，端口間可設屏蔽，但屏蔽造成校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的結構復雜，成本增高。
當校正數(shù)據(jù)采集樣件11B由嚴密的容性或感性耦合作用的元件構成時，由該樣件11B的形狀確定造成端口間漏泄的傳輸模式，例如若校正數(shù)據(jù)采集樣件11B由嚴密電磁耦合作用的元件構成，就得到下面的特性。若兩端口都置于短路狀態(tài)，二者的絕緣性明顯降低；若一個端口置于短路狀態(tài)而另一端口處于斷路狀態(tài)，因處于斷路狀態(tài)的端口并不磁性耦合，故兩端口間的絕緣特性保持為高。如圖19(a)與19(b)所示，三個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B中的一個設定為一個斷路端與一個短路端口，另一個設定為一個短路端口與一個斷路端口。像一般執(zhí)行的斷路端口與斷路端口+短路端口與短路端口的組合一樣，可以應用斷路端口與短路端口+短路端口與斷路端口的組合。如此執(zhí)行本發(fā)明的校正接合器型相對校正法，不影響校正步驟。
50Ω端接可被用作校正數(shù)據(jù)采集樣件11B。此時，若安排端接口與端接口的設置，會降低絕緣性。若安排端接口與斷路端口的設置，則兩端口間的絕緣特性保持為高。如圖19(c)與19(d)所示，校正數(shù)據(jù)采集樣件11B中的一個設定為斷路端口與端接口，另一個為端接口與斷路端口。像通常執(zhí)行的斷路端口與斷路端口+端接口與端接口組合的情況一樣，可以應用斷路端口與端接口+端接口與斷路端口的組合。如此執(zhí)行本發(fā)明的校正接合器型相對校正法，不影響校正步驟，但此時所需的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B要增加一個，總共為四個。由于已在另一個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B中完成了斷路端口的測量，故這里丟棄了該斷路端口的數(shù)據(jù)。在使用反射端(如100Ω或10Ω)而不用端接時，也是如此。
當校正數(shù)據(jù)采集樣件11B用多層結構電子元件(LTCC器件)構成時，即便容易制作斷路或短路端口，也難以制作端接(50Ω)。
此時，可用延遲線代替電阻元件作端接。延遲線端部可以是斷路端或短路端。根據(jù)插入的延遲線，較佳地把校正數(shù)據(jù)采集樣件11B設計成使反射波按正常相位步幅相互偏移。在這種安置中，校正數(shù)據(jù)采集樣件11B在特性上相互偏離，測量很少受誤差的影響。具體地說，在要求斷路和短路兩種端口時，延遲線較佳地安排成90°與270°相位。這就是對斷路端口提供0°相位而對短路端口用180°相位。要求三條延遲線時，對斷路端口用0°相位延遲線、120°相位延遲線和240°相位延遲線較合適。
延遲線只用導體圖案制作。很容易把帶延遲線的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B制造成LTCC器件(低溫共燒結陶瓷器件)。要求電阻元件諸如LTCC器件端接(50Ω)的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B很難制造，即使制出，這種校正數(shù)據(jù)采集樣件11B很昂貴。
若對至少有兩個端口的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的各端口安置延遲線，絕緣性會降低。通過安置一種一端口設置延遲線而另一端口為斷路或短路的結構，可防止絕緣性降低。
若如此構成校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，端口間傳輸系數(shù)就變得極小，能得到端口間高度隔離的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，從而提高本發(fā)明校正接合器型相對校正法的校正精度。
雖然斷路端口有電壓變化，但是根本沒有電流流通，因此電場波從斷路端口傳到短路端口。短路端口則有電流流通(接收到磁場波)，但電壓不變(未接收到電場波)。端口之間畢竟無耦合，造成高度隔離。結構反過來也如此。
端接一般為50Ω，電場波和磁場波都到達另一端。若電場波的作用因校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的結構而很大，則另一端可短路；若磁場波的作用大，另一端可斷路。端口間的傳輸系數(shù)，以這種配置最小。電阻值非50Ω的端接也如此。
制造其端口端接的與斷路的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B和另一個其端口短路的與斷路的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，從而安置這兩個各自在端口2具有斷路端的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B。在該配置中，不能執(zhí)行一般的相對校正。在此情況下，可以制作另一個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B，其一個端口斷路，另一端口端接。校正數(shù)據(jù)采集樣件11B在端口2的測量數(shù)據(jù)防止了數(shù)據(jù)重復。三端口或多端口測量系統(tǒng)也是如此。
現(xiàn)在討論一修正實施例。當在使用作為有源被測電子元件的雙極型晶體管的共射放大器電路中測量增益時，該修正例涉及一種精密校正測量結果的方法。
圖20是表示生產(chǎn)測試夾5B’與標準測試夾5A’結構的電路。如圖所示，所含的雙極型晶體管50作為有源被測電子元件。生產(chǎn)測試夾5B’和標準測試夾5A’都包括加直流電壓而驅動雙極型晶體管50的電路51、與雙極型晶體管50阻抗匹配的電路52，以及外接電路阻斷直流電壓而只讓交流電流通過的耦合電路53。該修正例中，直流電源由驅動雙極型晶體管50的電路51構成。
由分別安置在未圖示的接夾具5A與5B的測量裝置(如網(wǎng)絡分析儀)1和2上的連接同軸電纜4A和4B執(zhí)行測量。圖21是校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’結構的電路圖，圖21(a)示出短路的樣件11B’，圖21(b)示出端接的樣件11B’，圖21(c)示出斷路的樣件11B’。與有源被測電子元件一樣，把校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’制成可裝在生產(chǎn)測試夾5B’或標準測試夾5A’上。
下面討論如此構成的修正例的誤差校正法。三個校正數(shù)據(jù)采集樣件11B分別裝在各標準測試夾5A’和生產(chǎn)測試夾5B’上，測量該樣件11B’的標準測試夾測量值S21D與S11D和生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T。測量期間，直流電源電路51對各校正數(shù)據(jù)采集樣件11B提供同電平的直流電壓，在該狀態(tài)下測量標準測試夾測量值S21D與S11D和生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T，作為各校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’的電氣特性。可用直流供流電路代替直流供壓電路51，在測量時由直流供流電路對各校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’提供同樣電平的直流電流。該直流電流源構成直流電流電源。直流電流電源如直流供流電路51，可以包含在夾具電路里，或安置成夾具外接(如安置在各測量裝置1和2中)。
根據(jù)標準測試夾測量值S21D與S11D和生產(chǎn)夾測試值S21T與S11T，可識別相對校正結合器31。相對校正結合器31是一種根據(jù)生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T估算標準測試夾測量值S21D與S11D的接合器。前一實施例的校正法識別該相對校正結合器31。測量有源被測電子元件11A’的電氣特性，有源被測電子元件11A裝在生產(chǎn)測試夾5B’上，直流供壓電路51對各有源被測電子元件11A’提供同樣電平的直流電壓。
根據(jù)得到的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T和相對校正結合器31，計算有源被測電子元件11A的標準測試夾測量值S21D與S11D。具體測試條件如下有源被測電子元件低頻小信號處理通用NPN晶體管(產(chǎn)品ID號2SC1815，Toshiba生產(chǎn))測量頻率1MHz-3MHz測試儀8753ES(Agilent Technologies生產(chǎn))信號源輸出-15dBm夾具標準測試夾5A’和生產(chǎn)測試夾5B’的電路配置示于圖20。對標準測試夾5A’調節(jié)得增益盡可能大(調節(jié)匹配電路62中的扼流圈和電容器)。使電路適當偏離以上狀態(tài)(拓寬扼流圈的寬度，使L值略減小，而電容器的電容值略偏離以上狀態(tài))，把生產(chǎn)測試夾5B’調節(jié)得增益略低。
校正數(shù)據(jù)采集樣件使用三個三端子11B’，如圖21所示，校正方法如圖20所示，發(fā)射極在有源被測電子元件11A’中直接接地。對雙端口被測電子元件使用出自本發(fā)明校正方法的相對校正法。
圖22示出正向傳輸系數(shù)(所謂的增益)的標準測試夾測量值S21D(清晰線)、生產(chǎn)測試夾測量值S21T(測試線)和校正結果(校正線)。生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T的增益比標準測試夾測量值S21D與S11D約低0.5dB，相對校正對該差值作校正。
圖23示出極坐標的正向傳輸系數(shù)。如圖所示，正確地進行了包括相位校正的校正。
根據(jù)該修正例，在有源電子元件如雙極型晶體管、FET和含這類器件的放大器中，使生產(chǎn)測試夾測量值S21T與標準測試夾測量值S21D高度精密地一致。無需對熟練人員也費時的生產(chǎn)測試夾5B’的調節(jié)步驟，由生產(chǎn)測試夾測量值S21T高度精密地估算出標準測試夾測量值S21D。這不僅取消了夾具調整操作，也消除了大量生產(chǎn)過程中接受-拒絕閾值與向用戶擔保值之間的界限。一般都要求這一界限，因為即使夾具調整后，也得不到與標準測試夾測量值S21D完全一致的測量結果。
下面討論該修正例可對有源被測電子元件的測量值作高精密度校正的理由。為便于說明，討論用雙極型晶體管構成的共射放大電路。作為FET，雙極型晶體管是一典型的作為半導體放大器元件的基本元件。顯然，任一種適合雙極型晶體管的測量方法，都可用于測量其它復雜的有源電子元件。
圖24示了共射放大電路，這是應用雙極型晶體管的基本放大電路。作為有源被測電子元件(樣件)的雙極型晶體管60放大交流信號。裝在一起的還有諸電子元件，諸如驅動雙極型晶體管60的電路61、與雙極型晶體管60阻抗匹配的電路62，以及阻斷直流電壓與接外電路而只讓交流信號通過的耦合電路63，所有這些都造成上述標準測試夾5A’與生產(chǎn)測試夾5B’之間的測量值之差。
考慮到直流電源等效于地連接，圖25是按交流電流工作原理重畫的圖24電路的另一型式。在圖25配置中，注意偏置電阻器的交流阻抗。如圖所示，諸元件與傳輸線串接，分流元件都合成為散射系數(shù)。令E1代表元件組在端口1一側的散射系數(shù)和傳輸線的誤差，E2代表元件組在端口2一側的散射系數(shù)和傳輸線的誤差，SA代表雙極型晶體管60的散射系數(shù)，圖25的電路配置變成圖26的信號流圖。圖26的信號流圖等同于測量簡單雙端口無源器件的圖。只要觀察下面六個點，本發(fā)明的相對校正法就以與無源器件一樣的方式應用于該放大元件。
1.在標準測試夾5A’和生產(chǎn)測試夾5B’中設置幾乎一樣的直流偏置狀態(tài)。
為避免改變有源被測電子元件11A’中放大器元件的真實值和形成標準標準測試夾5A′與生產(chǎn)測試夾5B’的夾具電路的特性，要求這樣的設置。希望輸入與輸出阻抗匹配中使用的電容器和電感器沒有直流電壓相依特性，但有時電源出于旁路要求而使用高介電常數(shù)型陶瓷電容器時就存在這種特性。有些場合用二極管等半導體器件來穩(wěn)定偏壓。根據(jù)應用的直流偏壓，夾具有高頻特性有變化。測量中像在實際有源被測電子元件11A’中一樣對夾具提供同樣的電源電壓，必須控制生產(chǎn)測試夾安裝狀態(tài)的測量與標準測試夾安裝狀態(tài)的測量之間的夾具特性差異。該要求容易用直流穩(wěn)壓電源滿足。
2.對生產(chǎn)測試夾和標準測試夾的直流電壓輸入端安排足夠的旁路作用對放大元件提供直流偏壓的電路，自然允許某種程度的交流信號漏泄。若交流電流漏泄大，測量結果就可能因直流電源到夾具5A’與5B’的布線而變化。因此，在夾具5A’和5B’的直流電壓輸入端安排一只電容量足夠大的旁路電容器，使交流信號不通過直流電路從夾具漏出。與本發(fā)明無關的這一要求造成測量值可重復性的問題，例如，若手碰到直流電流傳導線，測量值就會變化。該要求雖與本發(fā)明無關，但必須注意。
3.夾具5A’與5B’之間的特性差異必須盡可能小，否則會導致窄的動態(tài)范圍。
在理論上用相對校正法校正夾具交流特性差異的影響。有些帶放大元件的測量電路，在諧振頻率附近的增益極高，而在其余頻區(qū)的增益卻極低。若夾具5A’的諧振頻率與夾具5B’的諧振頻率分得很開，就可從生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T的低增益估算出標準測試夾測量值S21D與S11D的高增益，這造成動態(tài)范圍不充分?？蓪A具5A’和5B’的特性作粗調，使其諧振頻率相互初步匹配，而把調節(jié)不足度留待校正接合器型型相對校正法解決。
4.交流耦合校正數(shù)據(jù)采集樣件的輸入端口。
為使校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’的夾具特性與有源被測電子元件11A’的夾具特性相同，測量期間要對校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’加電壓。然而，若把校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’構成直流短路樣件，再裝在各夾具5A’和5B’上，直流偏壓狀態(tài)會變化。因此，校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’的端口必須阻斷直流分量。
5.當有源被測電子元件11A’為放大元件(電路)時，它必須線性地工作。
當放大元件響應于過高電平信號變成飽和時，電路就以非線性方式工作，或因電路的電源電壓而輸出被限制。相對校正法是線性校正法，不能校正在非線性工作時得到的特性。若有源被測電子元件11A’是放大器，則放大元件必須保持在期望線性工作(A類工作)的狀態(tài)，如響應于低電平信號的區(qū)域。
6.端口數(shù)在復雜器件中變得極多。
即便是簡單的功率放大器如有源被測電子元件11A’，有時也由分開供電的多級構成。在這種器件中，嚴格地說，不觀察其所有電源端子的響應特性，就不能執(zhí)行完整的校正接合器相對校正法。測量端口數(shù)明顯增多。在普通放大電路中，影響其輸出的電源線路有限?？梢院雎詫敵鲇薪缦拮饔玫亩丝?，例如典型的放大器包括兩極電壓放大器，后接一二級功率放大器。在這種配置中，造成夾具5A’與5B’測量結果差異的電源線路一般是第一電壓放大級。校正器件的測量結果時，只校正該電源線路，其余電源線路可不校。
若排列在有源被測電子元件11A’上的至少一個連接端子直接與夾具5A’和5B’的地電位相接或至少是交流耦合，就容易制作對上述地電位具有各種電氣特性的樣件，如校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’。然而，若有源被測電子元件11A’的連接端子都不接地電位，而且任一電氣元件都相對夾具5A’和5B’里的地電位安置，則在制造校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’時，要對有源被測電子元件11A’設置用作電氣特性參考的地電位。此時，不能構制校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’。
在此情況下，要采取下列步驟制備的每個標準測試夾5A’和生產(chǎn)測試夾5B’，除了其對應于校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’和有源被測電子元件11A’的連接端子外，還有至少一個連接其地電位的連接端子。
作為校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’，制備至少一個有一個端子接各夾具5A’和5B’的地連接端子的樣件。
采集帶上述端子的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’的生產(chǎn)測試夾測量值S21T與S11T時，用連接夾具5A’與5B’的地連接端子的校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’的上述端子測量校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’的電氣特性。
即使在相對構成各標準測試夾5A’和生產(chǎn)測試夾5B’的夾具電路中的地電位安置任一電子元件時，也實施了校正數(shù)據(jù)采集樣件11B’，從而執(zhí)行了本發(fā)明的校正接合器型相對校正法。地連接端子最好接夾具電路的地電位。
根據(jù)上述實施例，在將通過用生產(chǎn)測量裝置2測量裝在生產(chǎn)測試夾5B上的被測電子元件11A得到的測量結果校正到通過用標準測量裝置1測量裝在標準測試夾5A上的被測電子元件11A得到的測量結果時，實施了本發(fā)明。標準測量裝置1被定義為一例在通過測量同一電子元件而得到的電氣特性測量結果方面不同于生產(chǎn)測量裝置2的裝置。在將通過用生產(chǎn)測量裝置2測量裝在生產(chǎn)測試夾5B上的被測電子元件11A而得到的測量結果校正到通過用生產(chǎn)測量裝置2測量裝在標準測試夾5A上的有源被測電子元件11A所得到的測量結果時，同樣可實施本發(fā)明。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，使生產(chǎn)測量裝置(應用生產(chǎn)測試夾)得到的生產(chǎn)測試夾測量值與標準測量裝置(應用標準測試夾)得到的標準測試夾測量值相匹配。高度精密校正所需的這類校正數(shù)據(jù)采集樣件數(shù)定為最少三個。
雖然已對特定的實施例描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員顯然明白許多其它變化與修正以及其它用法，因此本發(fā)明不受本文特定的揭示內容的限制。
權利要求
1.一種測量誤校正方法，其中當多端口被測電子元件裝在生產(chǎn)測試夾上用測試儀測量其電氣特性時，把應用生產(chǎn)測試夾的被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值校正到假定在該測試儀和另一臺在測量性能特性上被視為等效于該測試儀的測試儀之一測量裝在標準測試夾上的該被測電子元件時所得到的電氣特性，所述標準測試夾導致電子元件的電氣特性測量結果不同于生產(chǎn)測試夾提供的該電子元件的電氣特性測量結果，其特征在于，所述方法包括以下步驟制備至少三個電氣特性不同且其端口間傳輸系數(shù)極小的校正數(shù)據(jù)采集樣件；用測試儀和另一測試儀之一測量裝在標準測試夾上的校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，獲取該校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值；用測試儀和另一測試儀之一測量裝在生產(chǎn)測試夾上的校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，獲取該校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值；根據(jù)校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值和生產(chǎn)測試夾測量值，確定相對校正結合器的誤差因子，其中把該相對校正結合器模擬成包含接測試儀附近生產(chǎn)測試夾諸端口的雙端口網(wǎng)絡，而且具有將其上裝有被測電子元件的生產(chǎn)測試夾產(chǎn)生的電氣特性修正為其上裝有被測電子元件的標準測試夾產(chǎn)生的電氣特性的特性；用測試儀和另一測試儀之一測量裝在生產(chǎn)測試夾上的被測電子元件，獲取其生產(chǎn)測試夾測量值；和利用相對校正結合器的誤差因子校正被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值，計算被測電子元件的標準測試夾測量值，假定該測量值在測試儀和另一測試儀之一測量裝在標準測試夾上的被測電子元件時得到。
2.如權利要求1所述的測量誤差校正法，其特征在于，校正數(shù)據(jù)采集樣件的端口間傳輸系數(shù)等于或低于-20dB。
3.如權利要求1所述的測量誤差校正法，其特征在于，校正數(shù)據(jù)采集樣件的端口反射系數(shù)相互不同。
4.如權利要求1所述的測量誤差校正法，其特征在于，按下列公式(1)執(zhí)行確定相對校正結合器的誤差因子的步驟C100＝-(S11D1*S11D3*S11T2*S11T-S11D1*S11D2*S11T2*S11T3-S11D2*S11D3*S11T1*S11T3+S11D1*S11D2*S11T1*S11T3+S11D2*S11D3*S11T1*S11T2-S11D1*S11D3*S11T1*S11T2)/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1)C101＝C110＝±Sqrt((S11D2-S11D1)*(S11D3-S11D1)*(S11D3-S11D2)*(S11T2-S11T1)*(S11T3-S11T1)*(S11T3-S11T2))/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1)C111＝((S11D2-S11D1)*S11T3+(S11D1-S11D3)*S11T2+(S11D3-S11D2)*S11T1)/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1) …(1)式中C100、C101、C110與C111代表相對校正結合器的誤差因子，S11D1、S11D2與S11D3代表標準測試夾對校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值，而S11T1、S11T2與S11T3代表生產(chǎn)測試夾對校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值。
5.如權利要求4所述的測量誤差校正法，其特征在于，按公式(2)執(zhí)行被測電子元件的標準測試夾測量值計算步驟Denom0＝1-C111*S11T-C211*S22T+C111*C211*S21T*S12T+C111*C211*S11T*S22TS11D＝C100+(C110*C101*S11T-C110*C101*C211*S11T*S22T+C110*C211*C101*S21T*S12T)/Denom0S21D＝C110*C201*S21T/Denom0Denom1＝1-C211*S22T-C111*S11T-C211*C111*S12T*S21T+C211*C111*S22T*S11TS22D＝C200+(C210*C201*S22T-C210*C201*C111*S22T*S11T+C210*C111*C201*S12T*S21T)/Denom1S12D＝C210*C101*S12T/Denom1 …(2)
6.如權利要求1所述的測量誤差校正法，其特征在于，校正數(shù)據(jù)采集樣件有一斷路的端口和另一個特性不同于該端口的端口。
7.如權利要求1所述的測量誤差校正法，其特征在于，校正數(shù)據(jù)采集樣件有一短路的端口和另一個特性不同于該端口的端口。
8.如權利要求1所述的測量誤差校正法，其特征在于，在通過各夾具對校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一加直流電流和直流電壓之一的情況下，測量校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一的電氣特性，使加到校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一的直流電流和直流電壓之一的值在以下各步驟中保持不變獲取校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值、獲取校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值和獲取被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值。
9.如權利要求8所述的測量誤差校正法，其特征在于，構成和排列校正數(shù)據(jù)采集樣件，使其至少一個端口防止直流電流通過其流通。
10.如權利要求8的測量誤差校正法，其特征在于包括制備若干作為標準測試夾和生產(chǎn)測試夾的夾具，各夾具除了其對應于校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件的端口的連接端子外，還有至少一個接各夾具地電位的地連接端子；作為校正數(shù)據(jù)采集樣件，制備至少一個有一端子準備接至地連接端子的樣件；和在獲取帶連接地連接端子的端子的校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值的步驟中，測量該校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性。
11.一種電子元件特性測量裝置，包括一在多端口被測電子元件裝在生產(chǎn)測試夾上時測量其電氣特性的測試儀，而且把在測試儀上測試的裝在生產(chǎn)測試夾上的電子元件的電氣特性，校正到假定在該測試儀和另一測量裝置(包括測量性能特性被視為等效于該測試儀的測試儀)之一測量裝在標準測試夾上的被測電子元件時得到的電氣特性，所述標準測試夾導致電子元件的電氣特性測量結果不同于生產(chǎn)測試夾提供的該電子元件的電氣特性測量結果，其特征在于，所述電子元件特性測量裝置包括以下裝置用測試儀測量至少三個裝在標準測試夾上的校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，獲取該校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值的裝置，所述校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性不同，其端口間的傳輸系數(shù)極??；用測試儀測量裝在生產(chǎn)測試夾上的校正數(shù)據(jù)采集樣件的電氣特性，獲取該校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值的裝置；根據(jù)校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值和生產(chǎn)測試夾測量值，確定相對校正結合器的誤差因子的裝置，其中相對校正結合器被模擬成包括連接測量裝置附近生產(chǎn)測試夾端口的雙端口網(wǎng)絡，而且具有把其上裝有被測電子元件的生產(chǎn)測試夾產(chǎn)生的電氣特性修正為其上裝有被測電子元件的標準測試夾產(chǎn)生的電氣特性的特性；用測試儀測量裝在生產(chǎn)測試夾上的被測電子元件，獲取該被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值的裝置；和利用相對校正結合器的誤差因子校正被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值，計算被測電子元件的標準測試夾測量值的裝置，該值假定在測試儀和另一測量裝置之一測量裝在標準測試夾上的被測電子元件時得到。
12.如權利要求11所述的電子元件特性測量裝置，其特征在于，校正數(shù)據(jù)采集樣件的端口間傳輸系數(shù)等于或低于-20dB。
13.如權利要求11所述的電子元件特性測量裝置，其特征在于，諸校正數(shù)據(jù)采集樣件的端口反射系數(shù)相互不同。
14.如權利要求11所述的電子元件特性測量裝置，其特征在于，確定相對校正結合器的誤差因子的裝置按下列公式確定該誤差因子C100＝-(S11D1*S11D3*S11T2*S11T-S11D1*S11D2*S11T2*S11T3-S11D2*S11D3*S11T1*S11T3+S11D1*S11D2*S11T1*S11T3+S11D2*S11D3*S11T1*S11T2-S11D1*S11D3*S11T1*S11T2)/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1)C101＝C110＝±Sqrt((S11D2-S11D1)*(S11D3-S11D1)*(S11D3-S11D2)*(S11T2-S11T1)*(S11T3-S11T1)*(S11T3-S11T2))/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1)C111＝((S11D2-S11D1)*S11T3+(S11D1-S11D3)*S11T2+(S11D3-S11D2)*S11T1)/(S11D2*S11D3*S11T3-S11D1*S11D3*S11T3-S11D2*S11D3*S11T2+S11D1*S11D2*S11T2+S11D1*S11D3*S11T1-S11D1*S11D2*S11T1)…(1)式中C100、C101、C110與C111代表相對校正結合器的誤差因子，S11D1、S11D2與S11D3代表標準測試夾對校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值，而S11T1、S11T2與S11T3代表生產(chǎn)測試夾對校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值。
15.如權利要求14所述的電子元件特性測量裝置，其特征在于，計算被測電子元件的標準測試夾測量值的裝置按下列公式(4)計算標準測試夾測量值Denom0＝1-C111*S11T-C211*S22T+C111*C211*S21T*S12T+C111*C211*S11T*S22TS11D＝C100+(C110*C101*S11T-C110*C101*C211*S11T*S22T+C110*C211*C101*S21T*S12T)/Denom0S21D＝C110*C201*S21T/Denom0Denom1＝1-C211*S22T-C111*S11T-C211*C111*S12T*S21T+C211*C111*S22T*S11TS22D＝C200+(C210*C201*S22T-C210*C201*C111*S22T*S11T+C210*C111*C201*S12T*S21T)/Denom1S12D＝C210*C101*S12T/Denom1 …(2)
16.如權利要求11所述的電子元件特性測量裝置，其特征在于，校正數(shù)據(jù)采集樣件有一個斷路的端口和另一個特性與該端口不同的端口。
17.如權利要求11所述的電子元件特性測量裝置，其特征在于，校正數(shù)據(jù)采集樣件有一短路的端口和另一個特性與該端口不同的端口。
18.如權利要求11的電子元件特性測量裝置，其特征在于，還包括通過生產(chǎn)測試夾和標準測試夾向被測電子元件和校正數(shù)據(jù)采集樣件提供直流電流的直流電源，其中每個獲取校正數(shù)據(jù)采集樣件的標準測試夾測量值的裝置、獲取校正數(shù)據(jù)采集樣件的生產(chǎn)測試夾測量值的裝置以及獲取被測電子元件的生產(chǎn)測試夾測量值的裝置，都在直流電源通過各自的夾具向校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一提供被視為在各種裝置之間同等的電流或電壓之一的情況下，測量校正數(shù)據(jù)采集樣件和被測電子元件之一的電氣特性。
全文摘要
提出一種高度精密而多端口兼容的相對校正方法與裝置，用于校正涉及非同軸電子元件端口數(shù)增多的測量誤差，其中設置的一種相對校正結合器31由雙端口網(wǎng)絡構成，所述網(wǎng)絡接至測量裝置附近的生產(chǎn)測試夾5B的各端口。該相對校正結合器的特征在于，能把其上裝有被測電子元件的生產(chǎn)測試夾5B產(chǎn)生的電氣特性修正為由其上裝有被測電子元件的標準測試夾5A產(chǎn)生的電氣特性。相對校正結合器31的誤差因子根據(jù)校正數(shù)據(jù)采集樣件11B的標準測試夾測量值與生產(chǎn)測試夾測量值確定，并用該誤差因子校正被測電子元件11A的生產(chǎn)測試夾測量值。這樣得到的被測電子元件11A的標準測試夾測量值，假定是在用標準測量裝置1測量裝在標準測試夾5A上的被測電子元件11A時得到的。
文檔編號G01R35/00GK1543305SQ20041002865
公開日2004年11月3日 申請日期2004年3月5日 優(yōu)先權日2003年3月5日
發(fā)明者神谷岳 申請人:株式會社村田制作所