从化PP066-7.5GHz低容抗无源探头美国力科LeCroy技术说明

 输电线路调查

输电线路探测是一种特殊类型的被动探头设计用于在非常高的频率。 他们取代高阻抗探头电缆发现在传统的被动探测与的输电线路,用特性阻抗匹配的示波器的输入(50Ω)。 这大大减少了输入电容的一小部分微微法拉,降低高频信号的加载。 匹配网络端增加直流输入电阻。 直流输入电阻较低时比传统的被动探测(通常500Ω5 kΩ),这些探针的输入阻抗仍然几乎不变的整个频率范围。 传统÷10被动探头将10 MW直流输入阻抗,然而这种阻抗与频率迅速下降,通过下面的输入阻抗传输线探测不到100 MHz。

在某些应用程序中,输电线路探测提供优势积极调查。 除了便宜,他们的被动设计更健壮的过电压和ESD曝光。 他们是有用的在应用程序产生快速上升,窄脉冲的振幅超过主动探测的动态范围。 他们也倾向于减少寄生对频率响应的影响。 高BW传输线探针驱动取样示波器可以用作“黄金标准”的情况下当有源探头测量的响应是质疑。

输电线路调查

PP066是一个高带宽被动探头设计的使用WaveMaster™和其它高带宽示波器50Ω输入终止。 这非常低的电容探针更高频率的应用程序提供了一个很的解决方案,特别是探索20 - 100Ω阻抗的传输线。

灵活性

可互换的衰减器提示为用户选择输入电阻和敏感性。 是一个标准的SMA探头电缆连接。 PP066探针也适合各种模拟和数字集成电路设计应用程序包括探测”年代通常存在于计算机,通讯、数据存储、和其他高速设计。

在高带宽的信号完整性

在测量频率很高,使用较低的探针输入电容保持信号完整性的关键。 1 pf有源探头,尽管名义上高阻抗、负载1 GHz信号159欧姆容抗(X = 1/2πfC)。 PP066保护高带宽信号的内容,保留适当的信号形状甚至非常快的边缘。

探索高速信号

准确地测量数字波形与示波器变得越来越有挑战性的边缘速度变得更快。 通常,连接示波器测试电路是困难的问题的一部分。 设计师经常选择一个有源探头的选择的工这一任务。 然而,在许多情况下一个少有人知的类型的被动探头可以以更低的成本提供更的性能。

探索任何电路为目的的测量将改变其操作。

这是通常情况下在测量波形和高频率的内容。 极其微小的寄生虫元素添加到探测器电路可以极大地扭曲了被测信号。

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探头负载通常是造成波形失真的重要因素。任何真实的电压信号都可以用Thévenin等效模型来表示，它是一个理想的电压源，在它和连接探头的测试点之间有一个串联阻抗(见后面的图)。探头对地的阻抗形成了一个分压器，它衰减了被测信号。如果阻抗是纯电阻的，这种效应可以很容易地通过在测量的波形振幅上加一个标量乘法器来补偿。然而，电路的源阻抗和测量探头的无功部分产生了一个与频率相关的衰减，不能被有效地纠正。随着被测信号的频率含量的增加，即使是微小的寄生电容和电感也会造成显著的衰减，极大地扭曲了被测波形的外观。

考虑一个例子，我们使用高质量的无源探头探测一个过渡时间为1 ns的快速数字信号。这些探头的输入阻抗通常为1MΩ并联约10pf。如果被测电路的源阻抗为30 Ω，探头的1MΩ电阻分量几乎不会产生直流衰减。然而，电容的影响是显著的。使用基本规则将上升时间转换为频率，1 ns上升时间大约对应350 MHz。在350 MHz时，10pf的容抗为45Ω。因此，在1 ns过渡期间，电压分压器下部分支的阻抗将是45 Ω而不是1 MΩ，信号衰减约40%。

由于我们通常不能容忍包含40%或更大误差的测量，主动探头通常用于测量高速信号。有源探头的典型输入电容为1pf，比高质量的无源探头提高了十倍。

然而，即使在1pF，有源探头也会在非常快的电路中呈现太多的负载。在3.5 GHz时，1 pf的有源探头加载的信号有与在350 MHz时10 pf的无源探头相同的45 Ω容抗。

在许多应用程序中，一种相对未知的无源探针类型将比有源探针提供更的性能，而且成本相当低。这些探头有几个名字，包括传输线、低电容、低阻抗或Zo探头。不管它们叫什么，它们都在相同的原则下工作。在这些探头中，一个50 Ω控制阻抗传输线被用来代替探头电缆。探针不是驱动1 MΩ示波器输入，而是要求示波器输入被设置为50 Ω终止。在传输线上增加一个端电阻可以提供衰减并提高输入电阻以减少被测电路的直流负载。

在规定的频率工作范围内，传输线的输入阻抗将出现纯电阻，在本例中为50 Ω。在衰减器的下部缺少电容元件，不需要分流电容通过端电阻来补偿分压器。

理论上，这种探头的输入电容为零;真实的探针有一个小的电容，这是由于接地连接相对于端的接近。然而，电容非常低，往往0.2 pf或更少。

传输线探头的维一潜在缺点是输入电阻较低。÷10探头的输入电阻为500 Ω， ÷20探头的重量为1 kΩ。这种低输入电阻是许多设计师在过去避免使用它们的原因。随着现代数字系统发展速度的加快，传输线探头问题值得重视。大多数现代高速数字电路不受电阻负载的影响。电压波动更小，集成电路可以驱动更低的阻抗负载。1 KΩ负载不会对传输线总线的运行产生不利影响，而传输线总线在现代数字系统中正变得越来越普遍。

当你打开其中一个传输线探头的包装时，你会注意到一件事，那就是相对缺乏探头互连附件。这是有实际原因的。为了欣赏这些探头可以提供的高带宽性能，避免在输入连接中引入寄生反应元件是非常重要的。如果你真的需要用快速边缘探测电路，不要使用带有10厘米接地引线的探头，也不要在探头端前面安装带有5厘米延伸引线的微型SMD引线夹。这些做法将对波形保真度产生破坏性的影响，并可能改变电路的运行。通过提供一个简单而优雅的解决方案来探测高频信号，Teledyne LeCroy的电容传输线探头保持了信号的保真度，并允许高带宽测试设备适当地测量电路。