測量高速信號快速的、比較干凈的測量方法
加入技術(shù)交流群
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尖端，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(jīng)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。通過新的高帶寬點測探頭尖端，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特點和元器件。我的元器件尺寸是0201，差分線對最近可能會達到14 mils (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。
點測探頭尖端要小到什么程度，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)，因此探頭尖端的直徑必需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尖端，那么它實在太大了，是不能實現(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。點測探頭尖端上銳利的點有助于實現(xiàn)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行調(diào)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總線。”
當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)點測探頭尖端的間距時，探頭的高頻響應會略微變化。為實現(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。”
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。
泰克P77BRWSR的尖端從點測探頭機身延伸出來，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。
從各個角度都能方便地看到泰克P77BRWSR點測探頭尖端。
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，最大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(shù)特點基礎(chǔ)上，實現(xiàn)全面反嵌測量。P77BRWSR提供了高阻抗 (144k? DC電阻，0.22pF AC負載)。
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)被存儲在點測探頭上，在第一次連接時會上傳到示波器中。在點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。您不必擔心測量因為調(diào)節(jié)了間距而降低準確度。
您在使用點測探頭測量高速設(shè)計時遇到哪些問題？您是怎樣克服這些挑戰(zhàn)的？
評論