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測量高速信號快速的、比較干凈的測量方法

作者: 時間:2017-06-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

您想在上進(jìn)行快速而又比較干凈(精確)的嗎?

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201706/347640.htm


沒時間把探頭尖端焊接到器件上?


不確定高速設(shè)計的問題來自哪兒?


這些都是工程師們經(jīng)常遇到的問題。隨著時間壓力越來越大,偶發(fā)問題阻礙項(xiàng)目竣工,您需要一種快捷、簡便、高性能的方法,來。


在示波器上捕獲信號的傳統(tǒng)方式一直是采用手持式示波器探頭。這種點(diǎn)測探頭方式值得信賴,有很多優(yōu)勢,如通過在不同測試點(diǎn)之間移動探頭尖端,能夠迅速掃描一系列信號。如果不擔(dān)心的保真度,那么這種瀏覽方式的效果很好,因?yàn)榭吹紻C電壓電平或工作時鐘已經(jīng)足夠了。如果需要更詳細(xì)的分析或更高的測量保真度,那么許多工程師會選擇把探頭尖端焊接到電路板上。


而現(xiàn)在,由于泰克P7700探頭的問世,工程師們有了一種新的選擇,可以使用精密的點(diǎn)測探頭尖端連接到高帶寬差分探頭或TriMode™探頭上。通過新的高帶寬點(diǎn)測探頭尖端,您可以快速簡便地在不同測試點(diǎn)之間移動探頭,同時仍能保持測量保真度。


物理挑戰(zhàn)
您可能會說:我需要探測形狀非常小的電路特點(diǎn)和元器件。我的元器件尺寸是0201,差分線對最近可能會達(dá)到14 mils (0.35mm)。當(dāng)前元器件體積這么小,電路板密度這么高,接觸測試點(diǎn)極具挑戰(zhàn)性。此外,測試點(diǎn)通路是BGA封裝部件背面的通路或位于較大部件之間的解耦電容器。電路板設(shè)計試圖把盡可能多的功能封裝到器件中,只要PCB設(shè)計規(guī)則允許,那么通路間距會盡可能地近。在試圖探測信號時,另一個挑戰(zhàn)是接入這些“通路群”。

BGA封裝器件背面的通路群。


點(diǎn)測探頭尖端要小到什么程度,才能接觸想要的測試點(diǎn),而不是任何其他相鄰的觸點(diǎn)呢?以0201電阻器為例,器件上的觸點(diǎn)是0.004” x 0.012” (0.1mm x 0.3mm),因此探頭尖端的直徑必需1mm,接觸點(diǎn)要足夠小,才能登錄器件連接盤(~.008”/~0.2mm)。如果下圖所示的機(jī)械筆引線是探頭的尖端,那么它實(shí)在太大了,是不能實(shí)現(xiàn)可靠的接觸的。同樣,下圖所示的銳口牙刮匙銳利的尖端也太大了,不能登錄和粘貼電阻器的焊接盤。

尖端尺寸與SMT器件對比。


下圖所示的泰克P77BRWSR的探頭尖端直徑不到0.01” (0.25mm),尖端的末尾有4個銳利的鉤,可以牢固地接觸SMT元器材連接盤、間距很近的通路和間距很窄的差分線對。

泰克P77BRWSR點(diǎn)測探頭附件。


保持連接
我們假設(shè)瀏覽器的探頭尖端又小又尖,那么在確定想要使用瀏覽器時,您會考慮哪些其他因素呢?下面這些話援引自使用點(diǎn)測探頭探測器件的部分工程師,相信您對這些話也很熟悉:


“在我瀏覽信號時,會發(fā)生失連或意外移動到別的引腳。”


“在瀏覽信號時,我想在尖端上保持正的壓力。”


很明顯,非常重要的一點(diǎn)是瀏覽器牢固地連接、并且一直連接到器件上,特別是需要延伸到示波器,同時仍保持與信號連接。點(diǎn)測探頭尖端上銳利的點(diǎn)有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

P77BRWSR上的鉤足夠小、足夠銳利,可以緊緊地埋入金屬觸點(diǎn),如焊點(diǎn)或銅線。

泰克P77BRWSR點(diǎn)測探頭尖端特寫鏡頭,顯示了尖端末尾的鉤。


瀏覽器還有“彈簧高蹺”引腳尖端,可以在不平坦的表面上進(jìn)行調(diào)節(jié),點(diǎn)測探頭上的手柄松開時保持接觸。下面的視頻短片表明了這一操作及特點(diǎn)。

開口很寬
瀏覽信號不只是窄和小的問題,正如一名工程師告訴我:
“有時我在瀏覽器上需要很寬的間隙,這樣才能接觸距離很遠(yuǎn)的信號和接地總線。”


當(dāng)前高性能瀏覽器一般允許調(diào)整尖端間距。調(diào)節(jié)范圍可能會變化,因此一定要檢查尖端的最大間距和最小間距。使調(diào)節(jié)范圍達(dá)到最大,意味著您可以使用瀏覽器接觸器件上更多的信號。泰克P77BRWSR的最小間距是0,最大間距是.21” (5.3 mm)。


注意,在調(diào)節(jié)點(diǎn)測探頭尖端的間距時,探頭的高頻響應(yīng)會略微變化。為實(shí)現(xiàn)最大的信號保真度,一定要查看探頭制造商推薦的怎樣根據(jù)尖端張開程度校正頻響變化。


測試點(diǎn)查看能力
還有另一個因素可能非常明顯,但經(jīng)常被忽略掉,不要犯這位工程師的錯誤:
“點(diǎn)測探頭的機(jī)身擋住了視線,我必須倒過來,才能從不同的角度看到探測點(diǎn)。”


盡管產(chǎn)品技術(shù)資料很少這樣提,但能夠看到瀏覽器尖端是快速簡便測量的一個關(guān)鍵要求。在評估高性能瀏覽器時,尖端應(yīng)能夠從瀏覽器機(jī)身上伸出和縮回。應(yīng)檢查能否從盡可能多的角度清楚地看到尖端,這樣就不必卷動或翻轉(zhuǎn)器件,才能看到探頭的接觸點(diǎn)。


泰克P77BRWSR的尖端從點(diǎn)測探頭機(jī)身延伸出來,很容易看到。它還包括一個LED前燈,這個前燈可以打開,清楚地看到探頭連接點(diǎn)。

從各個角度都能方便地看到泰克P77BRWSR點(diǎn)測探頭尖端。


易用性和性能
P77BRWSR點(diǎn)測探頭在易用性和性能方面確立了全新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。點(diǎn)測探頭附件適用于泰克P7700系列TriMode探頭,這些探頭提供了高達(dá)20 GHz的帶寬,最大限度地降低了探頭給被測器件帶來的負(fù)載,在全面分析探頭和附件的S參數(shù)特點(diǎn)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)全面反嵌測量。P77BRWSR提供了高阻抗 (144k? DC電阻,0.22pF AC負(fù)載)。


由于測量的保真度取決于測量設(shè)備的頻響,因此附件的S參數(shù)被存儲在點(diǎn)測探頭上,在第一次連接時會上傳到示波器中。在點(diǎn)測探頭尖端間距變化時,會根據(jù)間距寬度自動調(diào)整頻響。您不必?fù)?dān)心測量因?yàn)檎{(diào)節(jié)了間距而降低準(zhǔn)確度。


您在使用點(diǎn)測探頭測量高速設(shè)計時遇到哪些問題?您是怎樣克服這些挑戰(zhàn)的?



關(guān)鍵詞: 測量 高速信號

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