從(cong)化PP066-7.5GHz低容抗(kang)無源探頭(tou)美(mei)國力科(ke)LeCroy技術說明(ming)

 輸電線路調查

輸(shu)(shu)電(dian)線路探測是(shi)一(yi)(yi)種特(te)殊類型的(de)被(bei)動探頭設計用(yong)(yong)于在(zai)非常(chang)(chang)高(gao)(gao)的(de)頻率(lv)。 他們取代(dai)高(gao)(gao)阻抗(kang)(kang)探頭電(dian)纜(lan)發現在(zai)傳(chuan)統的(de)被(bei)動探測與的(de)輸(shu)(shu)電(dian)線路,用(yong)(yong)特(te)性(xing)阻抗(kang)(kang)匹(pi)配的(de)示(shi)波器(qi)的(de)輸(shu)(shu)入(ru)(50?)。 這大大減少了輸(shu)(shu)入(ru)電(dian)容的(de)一(yi)(yi)小部分微微法拉,降低高(gao)(gao)頻信(xin)號的(de)加載。 匹(pi)配網絡端增加直流輸(shu)(shu)入(ru)電(dian)阻。 直流輸(shu)(shu)入(ru)電(dian)阻較低時比傳(chuan)統的(de)被(bei)動探測(通(tong)(tong)常(chang)(chang)500?5 k?),這些探針的(de)輸(shu)(shu)入(ru)阻抗(kang)(kang)仍然幾乎不變的(de)整個頻率(lv)范圍。 傳(chuan)統÷10被(bei)動探頭將10 MW直流輸(shu)(shu)入(ru)阻抗(kang)(kang),然而(er)這種阻抗(kang)(kang)與頻率(lv)迅速下降,通(tong)(tong)過下面(mian)的(de)輸(shu)(shu)入(ru)阻抗(kang)(kang)傳(chuan)輸(shu)(shu)線探測不到100 MHz。

在(zai)某些應用(yong)程序(xu)中,輸(shu)電線路探(tan)測提供優(you)勢積(ji)極調查。 除了便宜,他(ta)們的(de)被動設(she)計更健壯的(de)過電壓和(he)ESD曝光。 他(ta)們是有(you)用(yong)的(de)在(zai)應用(yong)程序(xu)產生(sheng)快速上升,窄脈沖的(de)振幅超過主動探(tan)測的(de)動態(tai)范圍。 他(ta)們也(ye)傾向(xiang)于(yu)減少(shao)寄(ji)生(sheng)對(dui)頻率響應的(de)影響。 高BW傳(chuan)輸(shu)線探(tan)針驅動取樣示波器可以用(yong)作“黃金標準"的(de)情況下當有(you)源(yuan)探(tan)頭(tou)測量的(de)響應是質疑。

輸(shu)電(dian)線路(lu)調查(cha)

PP066是一個(ge)高(gao)帶寬被動探(tan)頭設計的使用WaveMaster™和(he)其它高(gao)帶寬示波器50Ω輸(shu)(shu)入終(zhong)止。 這非常低的電(dian)容探(tan)針更高(gao)頻率(lv)的應用程序(xu)提供了一個(ge)很的解決方(fang)案,特別是探(tan)索(suo)20 - 100Ω阻抗的傳輸(shu)(shu)線。

靈活(huo)性

可互換的衰減器(qi)提示為用戶(hu)選擇輸入電(dian)阻和敏感性(xing)。 是一個標(biao)準的SMA探(tan)頭電(dian)纜(lan)連接。 PP066探(tan)針也(ye)適合各種(zhong)模擬(ni)和數(shu)字集成電(dian)路設計(ji)應用程序包括(kuo)探(tan)測"年(nian)代通(tong)常存在于計(ji)算機(ji),通(tong)訊、數(shu)據存儲、和其他高速設計(ji)。

在高(gao)帶(dai)寬的(de)信號完整性

在測量(liang)頻率很高(gao),使用(yong)較低的(de)(de)探(tan)針(zhen)輸入(ru)電(dian)容保持信號(hao)(hao)完整性的(de)(de)關鍵(jian)。 1 pf有源探(tan)頭,盡管名義上高(gao)阻抗、負載1 GHz信號(hao)(hao)159歐(ou)姆容抗(X = 1/2πfC)。 PP066保護高(gao)帶寬信號(hao)(hao)的(de)(de)內(nei)容,保留適當(dang)的(de)(de)信號(hao)(hao)形狀甚至非常快(kuai)的(de)(de)邊緣(yuan)。

探索高速信號

準(zhun)確地測(ce)量數(shu)字(zi)波(bo)形與(yu)示波(bo)器(qi)變得越來越有挑戰(zhan)性的(de)(de)(de)邊緣速度變得更快。 通(tong)常(chang),連(lian)接示波(bo)器(qi)測(ce)試電路是困難(nan)的(de)(de)(de)問題的(de)(de)(de)一(yi)部分。 設計師(shi)經常(chang)選擇一(yi)個(ge)有源探頭的(de)(de)(de)選擇的(de)(de)(de)工這一(yi)任務。 然而,在許多(duo)情況下一(yi)個(ge)少有人(ren)知的(de)(de)(de)類(lei)型的(de)(de)(de)被動探頭可以(yi)以(yi)更低(di)的(de)(de)(de)成本提供更的(de)(de)(de)性能。

探索任何(he)電路為目的的測量(liang)將改變其操作。

這是通常情況下在(zai)測量波(bo)形和高頻率的內容。 極(ji)其微小(xiao)的寄生(sheng)蟲元素添加到探測器電路可以極(ji)大地扭曲了被測信(xin)號。

從化PP066-7.5GHz低容抗無源探頭美國力科LeCroy技(ji)術說明

探頭(tou)負載通(tong)常是(shi)造成波(bo)形(xing)失(shi)真(zhen)的(de)(de)(de)重要因素(su)。任何真(zhen)實的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)信號(hao)都(dou)可(ke)以用Thévenin等效(xiao)模型(xing)來(lai)表示，它(ta)是(shi)一(yi)個(ge)理想的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)源，在它(ta)和連接探頭(tou)的(de)(de)(de)測試點之(zhi)間有一(yi)個(ge)串聯阻(zu)(zu)抗(見后面的(de)(de)(de)圖)。探頭(tou)對地的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)抗形(xing)成了(le)一(yi)個(ge)分(fen)壓(ya)(ya)器(qi)，它(ta)衰(shuai)減(jian)了(le)被測信號(hao)。如果阻(zu)(zu)抗是(shi)純電(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)，這種(zhong)效(xiao)應(ying)可(ke)以很容易地通(tong)過在測量的(de)(de)(de)波(bo)形(xing)振幅上加一(yi)個(ge)標量乘法器(qi)來(lai)補償(chang)。然而，電(dian)路的(de)(de)(de)源阻(zu)(zu)抗和測量探頭(tou)的(de)(de)(de)無功部(bu)分(fen)產生了(le)一(yi)個(ge)與頻率相關的(de)(de)(de)衰(shuai)減(jian)，不能被有效(xiao)地糾正。隨(sui)著被測信號(hao)的(de)(de)(de)頻率含量的(de)(de)(de)增加，即使(shi)是(shi)微小(xiao)的(de)(de)(de)寄生電(dian)容和電(dian)感也會造成顯(xian)著的(de)(de)(de)衰(shuai)減(jian)，極大地扭曲了(le)被測波(bo)形(xing)的(de)(de)(de)外觀。

考慮一(yi)個例子(zi)，我(wo)們使用高質量的(de)(de)無源探(tan)頭探(tan)測(ce)一(yi)個過(guo)渡(du)時(shi)間為1 ns的(de)(de)快速(su)數字信(xin)號。這些探(tan)頭的(de)(de)輸(shu)入阻抗通常為1MΩ并聯約(yue)10pf。如(ru)果被測(ce)電路的(de)(de)源阻抗為30 Ω，探(tan)頭的(de)(de)1MΩ電阻分量幾乎不會產生直流衰減(jian)。然而，電容(rong)(rong)的(de)(de)影響是顯著的(de)(de)。使用基(ji)本規(gui)則將上升(sheng)時(shi)間轉換為頻(pin)率(lv)，1 ns上升(sheng)時(shi)間大(da)約(yue)對應350 MHz。在350 MHz時(shi)，10pf的(de)(de)容(rong)(rong)抗為45Ω。因(yin)此，在1 ns過(guo)渡(du)期間，電壓(ya)分壓(ya)器下部分支的(de)(de)阻抗將是45 Ω而不是1 MΩ，信(xin)號衰減(jian)約(yue)40%。

由于我(wo)們通常(chang)不(bu)能(neng)容忍包含40%或(huo)更大(da)誤差的(de)測(ce)量，主動探(tan)頭(tou)通常(chang)用于測(ce)量高(gao)速信(xin)號。有源探(tan)頭(tou)的(de)典型(xing)輸(shu)入電容為1pf，比高(gao)質量的(de)無源探(tan)頭(tou)提高(gao)了十倍。

然而，即使在1pF，有(you)源探(tan)頭也會在非常快(kuai)的(de)電路(lu)中(zhong)呈現太多的(de)負載。在3.5 GHz時，1 pf的(de)有(you)源探(tan)頭加(jia)載的(de)信號有(you)與在350 MHz時10 pf的(de)無源探(tan)頭相同的(de)45 Ω容抗(kang)。

在(zai)(zai)許多(duo)應用程序中，一種相(xiang)對未知的(de)(de)無源(yuan)探(tan)針(zhen)類型將(jiang)比有源(yuan)探(tan)針(zhen)提(ti)供(gong)更的(de)(de)性(xing)能，而且(qie)成本相(xiang)當(dang)低(di)。這(zhe)(zhe)些探(tan)頭有幾個名字，包括傳(chuan)輸(shu)線(xian)、低(di)電(dian)(dian)容、低(di)阻抗或Zo探(tan)頭。不(bu)管它(ta)們叫(jiao)什么，它(ta)們都在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)(de)原則下工作。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)些探(tan)頭中，一個50 Ω控制阻抗傳(chuan)輸(shu)線(xian)被用來代替探(tan)頭電(dian)(dian)纜。探(tan)針(zhen)不(bu)是驅動1 MΩ示(shi)(shi)波器輸(shu)入(ru)(ru)，而是要求(qiu)示(shi)(shi)波器輸(shu)入(ru)(ru)被設置(zhi)為50 Ω終止。在(zai)(zai)傳(chuan)輸(shu)線(xian)上增(zeng)加一個端電(dian)(dian)阻可以提(ti)供(gong)衰減(jian)并提(ti)高輸(shu)入(ru)(ru)電(dian)(dian)阻以減(jian)少(shao)被測電(dian)(dian)路的(de)(de)直流負載。

在規定的頻率工作范圍內，傳輸(shu)線的輸(shu)入(ru)阻抗將出(chu)現純(chun)電阻，在本例中為50 Ω。在衰減器(qi)的下部缺少電容(rong)元件，不需要(yao)分流電容(rong)通過(guo)端(duan)電阻來補償分壓器(qi)。

理論上，這種探頭的(de)輸入電容(rong)為零;真實的(de)探針有(you)一個小的(de)電容(rong)，這是由于接地連接相對于端的(de)接近(jin)。然而，電容(rong)非常低，往往0.2 pf或更少。

傳(chuan)輸(shu)(shu)線(xian)(xian)(xian)探(tan)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)維一潛在缺點是(shi)輸(shu)(shu)入(ru)電阻(zu)(zu)較低。÷10探(tan)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)電阻(zu)(zu)為500 Ω， ÷20探(tan)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)重量為1 kΩ。這種低輸(shu)(shu)入(ru)電阻(zu)(zu)是(shi)許多(duo)設計師在過去(qu)避(bi)免(mian)使用它們(men)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。隨(sui)著現(xian)代(dai)數(shu)字(zi)(zi)系(xi)統(tong)發展速(su)度的(de)(de)(de)(de)加快，傳(chuan)輸(shu)(shu)線(xian)(xian)(xian)探(tan)頭(tou)問題值得重視。大多(duo)數(shu)現(xian)代(dai)高速(su)數(shu)字(zi)(zi)電路(lu)(lu)不(bu)受(shou)電阻(zu)(zu)負載(zai)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。電壓波(bo)動更(geng)小(xiao)，集成(cheng)電路(lu)(lu)可以驅動更(geng)低的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)抗負載(zai)。1 KΩ負載(zai)不(bu)會對傳(chuan)輸(shu)(shu)線(xian)(xian)(xian)總(zong)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)產生不(bu)利影(ying)響(xiang)，而傳(chuan)輸(shu)(shu)線(xian)(xian)(xian)總(zong)線(xian)(xian)(xian)在現(xian)代(dai)數(shu)字(zi)(zi)系(xi)統(tong)中正變得越(yue)來越(yue)普遍。

當你打(da)開其中(zhong)一個(ge)傳輸線(xian)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)包裝時，你會注意到一件(jian)事，那(nei)就是(shi)相對(dui)缺(que)乏探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)互(hu)連附件(jian)。這是(shi)有實際原因(yin)的(de)(de)(de)。為了欣(xin)賞這些(xie)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)可以提供的(de)(de)(de)高帶(dai)寬性能(neng)，避免在(zai)輸入連接中(zhong)引入寄生(sheng)反(fan)應元件(jian)是(shi)非常重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)。如果你真的(de)(de)(de)需要(yao)用(yong)快速(su)邊緣探(tan)(tan)(tan)測(ce)電(dian)路(lu)，不要(yao)使用(yong)帶(dai)有10厘(li)(li)米接地引線(xian)的(de)(de)(de)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，也(ye)不要(yao)在(zai)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)端前面(mian)安裝帶(dai)有5厘(li)(li)米延伸引線(xian)的(de)(de)(de)微型SMD引線(xian)夾(jia)。這些(xie)做法將對(dui)波形保真度產生(sheng)破(po)壞性的(de)(de)(de)影(ying)響，并可能(neng)改變電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)運行。通過提供一個(ge)簡單而(er)優雅(ya)的(de)(de)(de)解決(jue)方案來探(tan)(tan)(tan)測(ce)高頻信(xin)號，Teledyne LeCroy的(de)(de)(de)電(dian)容(rong)傳輸線(xian)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)保持了信(xin)號的(de)(de)(de)保真度，并允(yun)許高帶(dai)寬測(ce)試設備適(shi)當地測(ce)量電(dian)路(lu)。