測量高速信號快速的、比較干凈的測量方法
出處:電子工程世界 發(fā)布于:2017-04-05 15:28:43
您想在上進行快速而又比較干凈()的測量嗎?
沒時間把焊接到器件上?
不確定高速設計的問題來自哪兒?
這些都是工程師們經常遇到的問題。隨著時間壓力越來越大,偶發(fā)問題阻礙項目竣工,您需要一種快捷、簡便、高性能的方法,來測量高速信號。
在上捕獲信號的傳統方式一直是采用手持式。這種點測探頭方式值得信賴,有很多優(yōu)勢,如通過在不同測試點之間移動探頭,能夠迅速掃描一系列信號。如果不擔心測量的保真度,那么這種瀏覽方式的效果很好,因為看到DC電壓電平或工作時鐘已經足夠了。如果需要更詳細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焊接到電路板上。
而現在,由于泰克P7700探頭的問世,工程師們有了一種新的選擇,可以使用精密的點測探頭連接到高帶寬或TriMode?探頭上。通過新的高帶寬點測探頭,您可以快速簡便地在不同測試點之間移動探頭,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和元器件。我的元器件尺寸是0201,線對近可能會達到14 s (0.35mm)。當前元器件體積這么小,電路板密度這么高,接觸測試點極具挑戰(zhàn)性。此外,測試點通路是BGA部件背面的通路或位于較大部件之間的解耦電容器。電路板設計試圖把盡可能多的功能封裝到器件中,只要規(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。
點測探頭要小到什么程度,才能接觸想要的測試點,而不是任何其他相鄰的觸點呢?以0201電阻器為例,器件上的觸點是0.004” x 0.012” (0.1mm x 0.3mm),因此探頭的直徑必需<1mm,接觸點要足夠小,才能登錄器件連接盤(~.008”/~0.2mm)。如果下圖所示的機械筆引線是探頭的,那么它實在太大了,是不能實現可靠的接觸的。同樣,下圖所示的銳口牙刮匙銳利的也太大了,不能登錄和粘貼電阻器的焊接盤。

尺寸與SMT器件對比。
下圖所示的泰克P77BRWSR的探頭直徑不到0.01” (0.25mm),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點測探頭附件。
保持連接
我們假設瀏覽器的探頭又小又尖,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,我想在上保持正的壓力?!?/p>
很明顯,非常重要的一點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。點測探頭上銳利的點有助于實現這一目標。
P77BRWSR上的鉤足夠小、足夠銳利,可以緊緊地埋入金屬觸點,如焊點或銅線。

泰克P77BRWSR點測探頭特寫鏡頭,顯示了末尾的鉤。
瀏覽器還有“彈簧高蹺”引腳,可以在不平坦的表面上進行調節(jié),點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。
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的信號和接地?!?/p>
當前高性能瀏覽器一般允許調整間距。調節(jié)范圍可能會變化,因此一定要檢查的間距和間距。使調節(jié)范圍達到,意味著您可以使用瀏覽器接觸器件上更多的信號。泰克P77BRWSR的間距是0,間距是.21” (5.3 mm)。
注意,在調節(jié)點測探頭的間距時,探頭的高頻響應會略微變化。為實現的信號保真度,一定要查看探頭制造商推薦的怎樣根據張開程度校正頻響變化。
測試點查看能力
還有另一個因素可能非常明顯,但經常被忽略掉,不要犯這位工程師的:
“點測探頭的機身擋住了視線,我必須倒過來,才能從不同的角度看到探測點?!?/p>
盡管產品技術資料很少這樣提,但能夠看到瀏覽器是快速簡便測量的一個關鍵要求。在評估高性能瀏覽器時,應能夠從瀏覽器機身上伸出和縮回。應檢查能否從盡可能多的角度清楚地看到,這樣就不必卷動或翻轉器件,才能看到探頭的接觸點。
泰克P77BRWSR的從點測探頭機身延伸出來,很容易看到。它還包括一個前燈,這個前燈可以打開,清楚地看到探頭連接點。

從各個角度都能方便地看到泰克P77BRWSR點測探頭。
易用性和性能
P77BRWSR點測探頭在易用性和性能方面確立了全新的行業(yè)標準。點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20 GHz的帶寬,限度地降低了探頭給被測器件帶來的負載,在全面分析探頭和附件的S參數特點基礎上,實現全面反嵌測量。P77BRWSR提供了高 (144k? DC電阻,0.22pF AC負載)。
由于測量的保真度取決于測量設備的頻響,因此附件的S參數被存儲在點測探頭上,在次連接時會上傳到示波器中。在點測探頭間距變化時,會根據間距寬度自動調整頻響。您不必擔心測量因為調節(jié)了間距而降低準確度。
您在使用點測探頭測量高速設計時遇到哪些問題?您是怎樣克服這些挑戰(zhàn)的?
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