從化PP066-7.5GHz低容抗無源探頭美國(guó)力科LeCroy技術(shù)說明

 輸電線路調(diào)查

輸電線路探測(cè)是一種特殊類型的被動(dòng)探頭設(shè)計(jì)用于在非常高的頻率。 他們?nèi)〈咦杩固筋^電纜發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的被動(dòng)探測(cè)與的輸電線路,用特性阻抗匹配的示波器的輸入(50?)。 這大大減少了輸入電容的一小部分微微法拉,降低高頻信號(hào)的加載。 匹配網(wǎng)絡(luò)端增加直流輸入電阻。 直流輸入電阻較低時(shí)比傳統(tǒng)的被動(dòng)探測(cè)(通常500?5 k?),這些探針的輸入阻抗仍然幾乎不變的整個(gè)頻率范圍。 傳統(tǒng)÷10被動(dòng)探頭將10 MW直流輸入阻抗,然而這種阻抗與頻率迅速下降,通過下面的輸入阻抗傳輸線探測(cè)不到100 MHz。

在某些應(yīng)用程序中,輸電線路探測(cè)提供優(yōu)勢(shì)積極調(diào)查。 除了便宜,他們的被動(dòng)設(shè)計(jì)更健壯的過電壓和ESD曝光。 他們是有用的在應(yīng)用程序產(chǎn)生快速上升,窄脈沖的振幅超過主動(dòng)探測(cè)的動(dòng)態(tài)范圍。 他們也傾向于減少寄生對(duì)頻率響應(yīng)的影響。 高BW傳輸線探針驅(qū)動(dòng)取樣示波器可以用作“黃金標(biāo)準(zhǔn)"的情況下當(dāng)有源探頭測(cè)量的響應(yīng)是質(zhì)疑。

輸電線路調(diào)查

PP066是一個(gè)高帶寬被動(dòng)探頭設(shè)計(jì)的使用WaveMaster™和其它高帶寬示波器50Ω輸入終止。 這非常低的電容探針更高頻率的應(yīng)用程序提供了一個(gè)很的解決方案,特別是探索20 - 100Ω阻抗的傳輸線。

靈活性

可互換的衰減器提示為用戶選擇輸入電阻和敏感性。 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SMA探頭電纜連接。 PP066探針也適合各種模擬和數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用程序包括探測(cè)"年代通常存在于計(jì)算機(jī),通訊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、和其他高速設(shè)計(jì)。

在高帶寬的信號(hào)完整性

在測(cè)量頻率很高,使用較低的探針輸入電容保持信號(hào)完整性的關(guān)鍵。 1 pf有源探頭,盡管名義上高阻抗、負(fù)載1 GHz信號(hào)159歐姆容抗(X = 1/2πfC)。 PP066保護(hù)高帶寬信號(hào)的內(nèi)容,保留適當(dāng)?shù)男盘?hào)形狀甚至非常快的邊緣。

探索高速信號(hào)

準(zhǔn)確地測(cè)量數(shù)字波形與示波器變得越來越有挑戰(zhàn)性的邊緣速度變得更快。 通常,連接示波器測(cè)試電路是困難的問題的一部分。 設(shè)計(jì)師經(jīng)常選擇一個(gè)有源探頭的選擇的工這一任務(wù)。 然而,在許多情況下一個(gè)少有人知的類型的被動(dòng)探頭可以以更低的成本提供更的性能。

探索任何電路為目的的測(cè)量將改變其操作。

這是通常情況下在測(cè)量波形和高頻率的內(nèi)容。 極其微小的寄生蟲元素添加到探測(cè)器電路可以極大地扭曲了被測(cè)信號(hào)。

從化PP066-7.5GHz低容抗無源探頭美國(guó)力科LeCroy技術(shù)說明

探頭負(fù)載通常是造成波形失真的重要因素。任何真實(shí)的電壓信號(hào)都可以用Thévenin等效模型來表示，它是一個(gè)理想的電壓源，在它和連接探頭的測(cè)試點(diǎn)之間有一個(gè)串聯(lián)阻抗(見后面的圖)。探頭對(duì)地的阻抗形成了一個(gè)分壓器，它衰減了被測(cè)信號(hào)。如果阻抗是純電阻的，這種效應(yīng)可以很容易地通過在測(cè)量的波形振幅上加一個(gè)標(biāo)量乘法器來補(bǔ)償。然而，電路的源阻抗和測(cè)量探頭的無功部分產(chǎn)生了一個(gè)與頻率相關(guān)的衰減，不能被有效地糾正。隨著被測(cè)信號(hào)的頻率含量的增加，即使是微小的寄生電容和電感也會(huì)造成顯著的衰減，極大地扭曲了被測(cè)波形的外觀。

考慮一個(gè)例子，我們使用高質(zhì)量的無源探頭探測(cè)一個(gè)過渡時(shí)間為1 ns的快速數(shù)字信號(hào)。這些探頭的輸入阻抗通常為1MΩ并聯(lián)約10pf。如果被測(cè)電路的源阻抗為30 Ω，探頭的1MΩ電阻分量幾乎不會(huì)產(chǎn)生直流衰減。然而，電容的影響是顯著的。使用基本規(guī)則將上升時(shí)間轉(zhuǎn)換為頻率，1 ns上升時(shí)間大約對(duì)應(yīng)350 MHz。在350 MHz時(shí)，10pf的容抗為45Ω。因此，在1 ns過渡期間，電壓分壓器下部分支的阻抗將是45 Ω而不是1 MΩ，信號(hào)衰減約40%。

由于我們通常不能容忍包含40%或更大誤差的測(cè)量，主動(dòng)探頭通常用于測(cè)量高速信號(hào)。有源探頭的典型輸入電容為1pf，比高質(zhì)量的無源探頭提高了十倍。

然而，即使在1pF，有源探頭也會(huì)在非?？斓碾娐分谐尸F(xiàn)太多的負(fù)載。在3.5 GHz時(shí)，1 pf的有源探頭加載的信號(hào)有與在350 MHz時(shí)10 pf的無源探頭相同的45 Ω容抗。

在許多應(yīng)用程序中，一種相對(duì)未知的無源探針類型將比有源探針提供更的性能，而且成本相當(dāng)?shù)?。這些探頭有幾個(gè)名字，包括傳輸線、低電容、低阻抗或Zo探頭。不管它們叫什么，它們都在相同的原則下工作。在這些探頭中，一個(gè)50 Ω控制阻抗傳輸線被用來代替探頭電纜。探針不是驅(qū)動(dòng)1 MΩ示波器輸入，而是要求示波器輸入被設(shè)置為50 Ω終止。在傳輸線上增加一個(gè)端電阻可以提供衰減并提高輸入電阻以減少被測(cè)電路的直流負(fù)載。

在規(guī)定的頻率工作范圍內(nèi)，傳輸線的輸入阻抗將出現(xiàn)純電阻，在本例中為50 Ω。在衰減器的下部缺少電容元件，不需要分流電容通過端電阻來補(bǔ)償分壓器。

理論上，這種探頭的輸入電容為零;真實(shí)的探針有一個(gè)小的電容，這是由于接地連接相對(duì)于端的接近。然而，電容非常低，往往0.2 pf或更少。

傳輸線探頭的維一潛在缺點(diǎn)是輸入電阻較低。÷10探頭的輸入電阻為500 Ω， ÷20探頭的重量為1 kΩ。這種低輸入電阻是許多設(shè)計(jì)師在過去避免使用它們的原因。隨著現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)發(fā)展速度的加快，傳輸線探頭問題值得重視。大多數(shù)現(xiàn)代高速數(shù)字電路不受電阻負(fù)載的影響。電壓波動(dòng)更小，集成電路可以驅(qū)動(dòng)更低的阻抗負(fù)載。1 KΩ負(fù)載不會(huì)對(duì)傳輸線總線的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，而傳輸線總線在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中正變得越來越普遍。

當(dāng)你打開其中一個(gè)傳輸線探頭的包裝時(shí)，你會(huì)注意到一件事，那就是相對(duì)缺乏探頭互連附件。這是有實(shí)際原因的。為了欣賞這些探頭可以提供的高帶寬性能，避免在輸入連接中引入寄生反應(yīng)元件是非常重要的。如果你真的需要用快速邊緣探測(cè)電路，不要使用帶有10厘米接地引線的探頭，也不要在探頭端前面安裝帶有5厘米延伸引線的微型SMD引線夾。這些做法將對(duì)波形保真度產(chǎn)生破壞性的影響，并可能改變電路的運(yùn)行。通過提供一個(gè)簡(jiǎn)單而優(yōu)雅的解決方案來探測(cè)高頻信號(hào)，Teledyne LeCroy的電容傳輸線探頭保持了信號(hào)的保真度，并允許高帶寬測(cè)試設(shè)備適當(dāng)?shù)販y(cè)量電路。