Hva er effekten av oscilloskopets aktive prober på målingene?
Tilkoblingsseksjonen foran forsterkeren er en seksjon av ukontrollert impedansforbindelseslinje med mye ekvivalent kapasitans og ekvivalent induktans, som har stor innvirkning på systembåndbredden, inngangsimpedansen ved høye frekvenser og frekvensresponskarakteristikk; baksiden av forsterkeren er vanligvis en 50 Ω overføringslinje, som har en kontrollert impedans, og har mindre innvirkning på systemets båndbredde.
Den enkleste måten å redusere innvirkningen av ledningene på systembåndbredden på er å forkorte lengden på forbindelseslinjen mellom sonden og DUT. Et eksempel på dette er vist i diagrammet nedenfor, der en 2GHz single ended aktiv probe ble brukt i testen. Båndbredden til systemet er forskjellig når du bruker forskjellig tilkoblingstilbehør, jo kortere front-end tilbehør som brukes, desto høyere båndbredde på systemet.
Ved å bruke disse forskjellige forbindelsene for det samme 1ns stigetidssignalet, kan det ses at jo kortere forbindelsene som brukes, desto høyere er båndbredden til systemet og jo brattere er den målte stigende flanken.
Imidlertid, i noen tilfeller, for å bruke bekvemmeligheten til sondeforsterkeren må det være en viss avstand fra testpunktet, denne delen av tilkoblingslinjen vises vanligvis som induktiv, hvis den induktive effekten forårsaket av denne ledningen ikke kompenseres for , denne delen av den lange tilkoblingslinjen er veldig lett å forårsake signaloscillasjon. De følgende to grafene viser resultatene av en 4GHz ensidig aktiv sonde med en 2-tommers lang ledning på et 500MHz klokkesignal med en stigetid på 100ps. I figuren til venstre er den 2-tommer lange ledningen ikke matchet, og det målte klokkesignalet har alvorlige svingninger og forvrengninger; i figuren til høyre er kilden til den 2-tommer lange ledningen matchet av en passende motstand, og oscillasjonene og forvrengningene til signalet er betydelig redusert.
Derfor, i sonden og lengden på ledningen kan ikke forkortes, kan bruken av en passende motstand nær testpunktet på slutten av signaltilpasningen forbedre virkningen av blyinduktansen, den spesifikke bruken av størrelsen på matchingen motstand bør være basert på lengden på ledningen og andre egenskaper ved simulering og beregning. Figuren nedenfor viser to differensialprober som brukes til differensiallodding og punkttestprober. Det kan sees at i tilfelle av høy frekvens, for å forbedre nøyaktigheten til signalmålingen, selv for svært korte ledninger, er det nødvendig å utføre passende tilpasning. En ting å merke seg om motstandsmatching er at denne matchende motstanden bare reduserer oscillasjonen av signalet forårsaket av de lange ledningene, og har begrenset forbedring i båndbredde; hvis front-end-ledningen er for lang, vil båndbredden til systemet fortsatt synke.
Som nevnt tidligere, for å øke båndbredden til en aktiv sonde, i tillegg til å bruke en høybåndbreddeforsterker, er det nødvendig å minimere lengden på den ukontrollerte impedansoverføringslinjen fra testpunktet til sondeforsterkeren, og å tilpasse motstanden ved frontenden av tilkoblingslinjen. Imidlertid krever forsterkere med høy båndbredde kompleks skjerming, matching og strømforsyning, og er ikke spesielt små, noe som gjør dem upraktiske å bruke hvis de er designet for nær testpunktet. For å sikre både brukervennlighet og høy målebåndbredde har mange av høybåndbreddeprobene på markedet i dag en delt struktur.
Denne typen sonde består av to deler, sondeforsterkeren og den fremre delen av sonden, som er koblet sammen med en 50Ω koaksial kontakt. Vanligvis er impedansen til den fremre delen av probeforsterkeren ukontrollert, så lengden på denne delen har stor innflytelse på signalet, mens fronten på InfiniiMax proben kun har en kort seksjon foran (ca. 5 mm eller så) dvs. ukontrollert impedans, som er en veldig kort ledning og dermed sikrer høy målebåndbredde; og den bakre delen av den fremre delen av sonden (ca. 10 cm) er en 50Ω koaksial overføringslinje, som har liten innflytelse på båndbredden til systemet. Delen bak sondefronten (ca. 10 cm) er en 50 Ω koaksial overføringslinje, hvis lengde har liten innflytelse på systembåndbredden. Derfor, med denne strukturen, på den ene siden, kan sondebåndbredden gjøres bredere, på den andre siden kan sondeforsterkeren være lenger unna testpunktet, slik at størrelsen på sondefronten blir mindre og dermed lettere. å bruke. Samtidig gjør denne delte strukturen det praktisk for brukere å endre forskjellige testfrontender i henhold til forskjellige testbehov, for eksempel punktmåling, sveising, jekker og så videre.
