探頭在捕獲高速信號(hào)上的技術(shù)進(jìn)步

取決于探頭負(fù)載，延遲或許不是頻率常數(shù)。這意味著信號(hào)由不同的沿速率（不同頻率成份）會(huì)被延遲不同的數(shù)量。當(dāng)探頭和輸入從容性變到感性諧振時(shí)，延遲也變化。甚至探頭試圖減少LC諧振的幅度影響，也會(huì)使信號(hào)的時(shí)間延遲失真。唯一真正的解決方案是移到被測(cè)頻率之上的諧振頻率。

頻域中，時(shí)間偏移表現(xiàn)為群時(shí)延。定義為相位改變除以頻率的改變。理想的傳輸線有恒定的群時(shí)延（意味著延遲獨(dú)立于頻率）。同樣，容性負(fù)載也有恒定的群時(shí)延。更復(fù)雜的負(fù)載電路表現(xiàn)出隨信號(hào)變化的頻率成份而改變的延遲。這產(chǎn)生了信號(hào)中的確定性抖動(dòng)，通過(guò)替換信號(hào)的連接而簡(jiǎn)化。

示例探頭的群時(shí)延如Figure 7所示。垂直單位是ns。注意，類似于幅度損失，延遲也是被測(cè)電路阻抗的函數(shù)。此外，如果有人預(yù)計(jì)探頭在信號(hào)上產(chǎn)生的影響，特定的信號(hào)屬性將包括在仿真中。



決定信號(hào)的探頭負(fù)載效應(yīng)是很難的。最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)可以探測(cè)信號(hào)的夾具連接信號(hào)（或者典型信號(hào)）到測(cè)量?jī)x器的輸入。這樣的夾具如下圖（Figure 8）所示。這是一個(gè)50歐姆微帶傳輸線，提供到儀器的極低失真連接。使用這個(gè)夾具，可以測(cè)量信號(hào)在探頭連接或不連接情況下檢測(cè)信號(hào)形狀的任何變化或由負(fù)載效應(yīng)導(dǎo)致的時(shí)序。

我們可以通過(guò)安裝在力科WaveMaster示波器輸入的夾具展示這個(gè)方法，并顯示這個(gè)信號(hào)在探頭連接或不連接夾具時(shí)的跡線。觸摸探頭只有極少的影響。Figure 9 展示Probe A通過(guò)信號(hào)放置的負(fù)載產(chǎn)生的結(jié)果。

為了確定負(fù)載引起的延遲效應(yīng)，用戶必須在獨(dú)立的信號(hào)上觸發(fā)示波器以便觸發(fā)點(diǎn)不隨著探頭而偏移。示波器設(shè)置成非負(fù)載信號(hào)（儲(chǔ)存在內(nèi)存M1中）幅度和延遲和負(fù)載信號(hào)（顯示在通道1中）。之前對(duì)于在信號(hào)形狀上探頭負(fù)載效應(yīng)測(cè)試，沒(méi)有大多數(shù)可預(yù)期的效應(yīng)。好的探頭不會(huì)改變上升沿的形狀或相對(duì)于觸發(fā)點(diǎn)的邊沿時(shí)序。這里，斜的信號(hào)邊沿被衰減，時(shí)間延遲了7ps。因?yàn)槲覀兛吹綄?duì)于這樣的一個(gè)探頭群時(shí)延不是常數(shù)，這個(gè)值隨著頻率成份（上升沿）的改變而改變。

新的WaveLinks探頭不通過(guò)同一個(gè)測(cè)試信號(hào)，測(cè)量結(jié)果如Figure 10 所示。由于探頭負(fù)載（1%）信號(hào)幅度有輕微的減少，但主要的信號(hào)邊沿完全沒(méi)有失真。探頭阻抗產(chǎn)生的延遲是2ps，不會(huì)隨著信號(hào)頻率改變。

這個(gè)同樣的夾具可以用于頻域測(cè)量。通過(guò)測(cè)試夾具的信號(hào)插損可被測(cè)量，由探頭負(fù)載增加的插損，還有群時(shí)延都可被顯示。

探頭負(fù)載阻抗可以引起被測(cè)信號(hào)幅度和時(shí)間上的顯著變化。越低的探頭負(fù)載阻抗，這些改變?cè)絽柡?，被測(cè)電路的特定屬性越依賴于這些改變。這些改變，尤其是時(shí)間偏斜會(huì)被顯著損害，因?yàn)橥ㄟ^(guò)功能系統(tǒng)傳播導(dǎo)致系統(tǒng)中其他點(diǎn)的失效測(cè)量。一個(gè)探頭輸入阻抗的準(zhǔn)確模型要求完全評(píng)估這些在用探頭時(shí)可以看到的效應(yīng)。

差分探頭具有固有的較低負(fù)載，現(xiàn)在的問(wèn)題是增加到非常高的帶寬差分放大器（這里是7.5GHz）已被解決，這么一個(gè)探頭的所有的高頻測(cè)量是最好的。WaveLink系列探頭在這些任何已有的高頻探頭中具有最低的負(fù)載，提供了測(cè)試信號(hào)的最低失真。