[发明专利]一种多端口非线性器件的谐波检测装置

说明书

该发明公开了一种用于多端口非线性器件的谐波检测装置，涉及微电子测量领域，具体说是一种用于多端口非线性器件的谐波测试装置。为了解决微电子器件结构小巧紧凑，易受干扰而导致的谐波测试难的问题；本发明选取低损耗，低反射器件，避免能量来回反射和损耗，减小测试误差；对每个测试端口都单独设置一条信号传播路径，避免支路干扰；利用水平基板延伸扩展微电子器件引脚到通用信号接口，同时保持待测件与装置在同一水平面上，提高精准度。该测试装置可同时测得多端口多路谐波数据以及输入信号，测试精度高，动态范围大，效果直观。

技术领域

本发明涉及微电子测量领域，尤其涉及对非线性器件的失真水平测量领域，具体说的是对多端口非线性器件的谐波检测装置。

背景技术

随着微电子行业的飞速发展，无线电子设备产品的电路集成度越来越高，结构越紧密越灵巧，对现代通信质量的要求也就越严苛。目前存在的大部分微电子器件都是非线性的，在正常工作情况下会激发大量高次谐波。所产生的谐波对现代通信网络的打击是致命的，一方面大量谐波会产生附加的谐波损耗，增大系统功耗，降低通信效率；另一方面谐波会引发局部谐振或与周边器件耦合，产生严重干扰，降低通信质量；另外，高次谐波会引发杂散，污染邻近信道，影响其他频段通信质量。现代通信系统中，谐波问题是无法回避的，为了更好的提高通信质量，减少硬件消耗，降低谐波污染，对谐波的研究也是迫在眉睫。大部分非线性器件都是多端口器件，其工作情况下产生的谐波会通过各个端口向不同支路传播，对不同支路产生干扰。通信系统中对于非线性器件产生的谐波，目前没有很好的规避方法，一般只有通过理论分析或者模型分析尽量避开谐波部分，或者是通过仿真进行参数设置等尽量降低谐波能量，减少干扰。谐波测量是谐波研究中基础环节，只有在充分了解掌握微电子器件的非线性特性即谐波水平的基础上，才能对谐波进行更进一步的研究，才能对谐波采取有效的规避措施，才能对谐波危害提出更优的解决方案。本文提出的是对现代通信系统中的多端口器件的谐波检测装置，对通信系统中的谐波检测和谐波研究分析有着重要意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，就是提出一种针对多端口非线性器件的谐波检测装置，解决微电子器件多端口谐波测量难，动态范围大，精度低等技术问题。

解决以上技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种用于多端口非线性器件的谐波检测装置，用于测量多端口非线性器件的谐波水平，该装置包括：隔离滤波模块、基波分离模块、基波检测模块、谐波分离模块1、谐波检测模块1、水平基板、谐波分离模块2、谐波分离模块3……谐波分离模块n、谐波检测模块2、谐波检测模块3……谐波检测模块n、多路数据处理模块以及显示模块；激励信号接入隔离滤波模块，隔离滤波模块的输出信号输入给基波分离模块，基波分离模块将信号分为两路，一路输出给谐波分离模块1，另一路输出给基波检测模块；谐波分离模块1将信号分为两路，一路输出基波给水平基板，另一路输出各次谐波给谐波检测模块1；被测件位于水平基板上，延伸扩展待测件引脚到水平基板的通用信号端口，同时使待测件端口与各谐波分离模块端口保持水平；输出到水平基板的激励信号作用于被测件产生谐波并通过被测件的n个端口传播，分别对应输出给谐波分离模块1、谐波分离模块2、谐波分离模块3……谐波分离模块n，谐波分离模块1、谐波分离模块2、谐波分离模块3……谐波分离模块n的输出依次对应传输给谐波检测模块1、谐波检测模块2、谐波检测模块3……谐波检测模块n；基波检测模块、谐波检测模块1、谐波检测模块2、谐波检测模块3……谐波检测模块n的输出信号传输给多路数据处理模块，然后将处理后的数据采用显示器显示；

进一步的，所述隔离滤波模块包括依次串联的：隔离器1、滤波器、隔离器2，隔离器1的输入端作为隔离滤波模块的输入端，隔离器2的输出端作为隔离滤波模块的输出端；

进一步的，所述的基波分离模块为定向耦合器，该定向耦合器包含4个端口，分别是1端口输入端口，2端口直通端口，3端口耦合端口，4端口隔离端口；所描述的定向耦合器的输入端口与隔离滤波模块的输出端相连接，直通端口与谐波分离模块1相连，3端口耦合端口与基波检测模块的输入端相连，4端口隔离端口接50Ω电阻，进行阻抗匹配，吸收溢出功率。