探頭及附件的準(zhǔn)確度如何驗(yàn)證？

2023-06-06 09:35 作者:prbtek 0人讀過(guò) | 我要投稿

探頭及附件的準(zhǔn)確度如何驗(yàn)證呢，今天我們通過(guò)一則實(shí)例來(lái)學(xué)習(xí)一下。

被測(cè)信號(hào)是一種時(shí)鐘信號(hào)，頻率為456MHz，邊緣時(shí)間約為65ps，分別使用不同類型的探頭和探頭附件進(jìn)行測(cè)試。

A圖是用1169A差分探頭和N5381A12GHz焊接探頭附件的測(cè)試結(jié)果，幾乎完全再現(xiàn)了被測(cè)信號(hào);

B圖為使用500MHz無(wú)源探頭的測(cè)試結(jié)果，顯示信號(hào)完全失真;

C圖是用12GHz的1169A差分探頭和較長(zhǎng)的測(cè)試引線測(cè)試結(jié)果，顯示的信號(hào)有很大的過(guò)沖;

D圖是用4GHz的1158A單端探頭和較長(zhǎng)的測(cè)試引線測(cè)試結(jié)果，顯示的信號(hào)幾乎是正弦波，失真較大。

圖1 不同探頭附件測(cè)試結(jié)果對(duì)比

從圖中可見(jiàn)探頭和探頭附件對(duì)測(cè)試精確度的影響是非常大的，是我們測(cè)試高速信號(hào)應(yīng)該重點(diǎn)注意的內(nèi)容之一。那我們應(yīng)該如何驗(yàn)證探頭和探頭附件呢?

驗(yàn)證探頭和探頭附件需要使用一臺(tái)脈沖碼型發(fā)生器(如:81134A，3.35GHz速率，60ps邊沿的脈沖碼型發(fā)生器)，如果示波器自帶高速信號(hào)輸出功能，也可以使用示波器的這個(gè)輔助輸出口代替脈沖碼型發(fā)生器(如: Infiniium示波器的AUX OUT端口可以發(fā)一個(gè)高速時(shí)鐘： 456MHz頻率，約65ps邊沿)。另外，需要同軸電纜和測(cè)試夾具(Infiniium示波器配置的探頭校準(zhǔn)夾具可以作為探頭和探頭附件驗(yàn)證測(cè)試夾具)。測(cè)試夾具的外表是地(Ground)，里面走線是信號(hào)(Signal)，如下圖所示。使用時(shí)，通過(guò)同軸電纜把一端接到脈沖碼型發(fā)生器或示波器的輔助輸出AUX OUT端口，另外一端通過(guò)適配器連接到示波器的通道1上。

圖2 探頭驗(yàn)證夾具

然后把被驗(yàn)證的探頭連接到通道2上，探頭通過(guò)探頭附件可以接觸到測(cè)試夾具的信號(hào)和地(如果是差分探頭，那么把+端連接到測(cè)試夾具的信號(hào)線，把-端連接到測(cè)試夾具的地上)。

1、如果探頭不接觸信號(hào)線，則屏幕上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)原始波形，存為參考波形;

2、當(dāng)用探頭探測(cè)信號(hào)線時(shí)，通道1的波形會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)變化后的波形就是被探頭和探頭附件影響后的被測(cè)信號(hào);

3、這時(shí)，連接探頭的通道2會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波形，這個(gè)波形是探頭測(cè)試到的波形;

4、通過(guò)對(duì)比參考波形，通道1的波形，和連接探頭的通道2的波形，就可以直觀的看出或通過(guò)測(cè)試參數(shù)讀出三者的差別，可以驗(yàn)證探頭和探頭附件的影響。

圖3 探頭驗(yàn)證連接和原理

下圖是一個(gè)實(shí)際驗(yàn)證的例子。圖A通過(guò)同軸電纜將示波器的AUXOUT連接到測(cè)試夾具上，測(cè)試夾具的另一端通過(guò)SMA-PBNC適配器連接到示波器的一個(gè)通道上(例如，連接到通道3)，并將探頭連接到通道1上。此時(shí)，調(diào)整屏幕上的波形，使邊緣階躍波形出現(xiàn)，如圖C所示，并將此波形存儲(chǔ)為參考波形。如圖B所示，測(cè)試夾具上測(cè)試驗(yàn)證探頭和附件點(diǎn)。如圖D所示，屏幕上有三個(gè)波形。藍(lán)色為參考波形，綠色為受探頭影響的被測(cè)波形，黃色為探頭顯示的波形。通過(guò)測(cè)試上升時(shí)間參數(shù)和過(guò)沖參數(shù)，可以確認(rèn)探頭和探頭附件的性能。