下圖是一個例子:被測信號是一個頻率456MHz,邊沿時間約65ps的時鐘信號,分別使用不同類型的探頭和探頭附件的測試結(jié)果。
A圖是使用12GHz的1169A差分探頭和N5381A 12GHz焊接探頭附件的測試結(jié)果,幾乎完全復(fù)現(xiàn)被測信號;
B圖是使用500MHz的無源探頭的測試結(jié)果,顯示的信號完全失真;
C圖是使用12GHz的1169A差分探頭和較長的測試引線的測試結(jié)果,顯示的信號出現(xiàn)很大的過沖;
D圖是使用4GHz的1158A單端探頭和較長的測試引線的測試結(jié)果,顯示的信號幾乎是正弦波,失真較大。
從圖中可見探頭和探頭附件對測試精確度的影響是非常大的,是我們測試高速信號應(yīng)該重點注意的內(nèi)容之一。那我們應(yīng)該如何驗證探頭和探頭附件呢?
驗證探頭和探頭附件需要使用一臺脈沖碼型發(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輸出功能,也可以使用示波器的這個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)一個高速時鐘:456MHz頻率,約65ps邊沿)。另外,需要同軸電纜和測試夾具(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證測試夾具)。測試夾具的外表是地(Ground),里面走線是信號(Signal),如下圖所示。使用時,通過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,另外一端通過適配器連接到示波器的通道1上。
然后把被驗證的探頭連接到通道2上,探頭通過探頭附件可以接觸到測試夾具的信號和地(如果是差分探頭,那么把+端連接到測試夾具的信號線,把-端連接到測試夾具的地上)。
1、如果探頭不接觸信號線,則屏幕上會出現(xiàn)一個原始波形,存為參考波形;
2、當(dāng)用探頭探測信號線時,通道1的波形會發(fā)生變化,這個變化后的波形就是被探頭和探頭附件影響后的被測信號;
3、這時,連接探頭的通道2會出現(xiàn)一個波形,這個波形是探頭測試到的波形;
4、通過對比參考波形,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測試參數(shù)讀出三者的差別,可以驗證探頭和探頭附件的影響。
下圖是實際驗證的一個例子,圖A把示波器的AUX OUT通過同軸電纜連接到測試夾具,測試夾具的另一端通過SMA-PBNC適配器連接到示波器的一個通道上(此例連接到通道3),把探頭連接到通道1上,此時調(diào)整屏幕上的波形,使得出現(xiàn)一個邊沿階躍波形,如圖C所示,并把此波形存為參考波形。如圖B把被驗證探頭和附件點測到測試夾具上,如圖D所示,屏幕上出現(xiàn)3個波形,蘭色的是參考波形,綠色的是受探頭影響后的被測波形,黃色的是探頭顯示的波形,通過測試上升時間參數(shù),過沖參數(shù)等,可確認(rèn)探頭和探頭附件的性能。
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