探頭在捕獲高速信號上的技術(shù)進(jìn)步

取決于探頭負載，延遲或許不是頻率常數。這意味著(zhù)信號由不同的沿速率（不同頻率成份）會(huì )被延遲不同的數量。當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 )使信號的時(shí)間延遲失真。唯一真正的解決方案是移到被測頻率之上的諧振頻率。

頻域中，時(shí)間偏移表現為群時(shí)延。定義為相位改變除以頻率的改變。理想的傳輸線(xiàn)有恒定的群時(shí)延（意味著(zhù)延遲獨立于頻率）。同樣，容性負載也有恒定的群時(shí)延。更復雜的負載電路表現出隨信號變化的頻率成份而改變的延遲。這產(chǎn)生了信號中的確定性抖動(dòng)，通過(guò)替換信號的連接而簡(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(lèi)似于幅度損失，延遲也是被測電路阻抗的函數。此外，如果有人預計探頭在信號上產(chǎn)生的影響，特定的信號屬性將包括在仿真中。



決定信號的探頭負載效應是很難的。最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)可以探測信號的夾具連接信號（或者典型信號）到測量?jì)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(xiàn)，提供到儀器的極低失真連接。使用這個(gè)夾具，可以測量信號在探頭連接或不連接情況下檢測信號形狀的任何變化或由負載效應導致的時(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)信號在探頭連接或不連接夾具時(shí)的跡線(xiàn)。觸摸探頭只有極少的影響。Figure 9 展示Probe A通過(guò)信號放置的負載產(chǎn)生的結果。

為了確定負載引起的延遲效應，用戶(hù)必須在獨立的信號上觸發(fā)示波器以便觸發(fā)點(diǎn)不隨著(zhù)探頭而偏移。示波器設置成非負載信號（儲存在內存M1中）幅度和延遲和負載信號（顯示在通道1中）。之前對于在信號形狀上探頭負載效應測試，沒(méi)有大多數可預期的效應。好的探頭不會(huì )改變上升沿的形狀或相對于觸發(fā)點(diǎn)的邊沿時(shí)序。這里，斜的信號邊沿被衰減，時(shí)間延遲了7ps。因為我們看到對于這樣的一個(gè)探頭群時(shí)延不是常數，這個(gè)值隨著(zhù)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)測試信號，測量結果如Figure 10 所示。由于探頭負載（1%）信號幅度有輕微的減少，但主要的信號邊沿完全沒(méi)有失真。探頭阻抗產(chǎn)生的延遲是2ps，不會(huì )隨著(zhù)信號頻率改變。

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

探頭負載阻抗可以引起被測信號幅度和時(shí)間上的顯著(zhù)變化。越低的探頭負載阻抗，這些改變越厲害，被測電路的特定屬性越依賴(lài)于這些改變。這些改變，尤其是時(shí)間偏斜會(huì )被顯著(zhù)損害，因為通過(guò)功能系統傳播導致系統中其他點(diǎn)的失效測量。一個(gè)探頭輸入阻抗的準確模型要求完全評估這些在用探頭時(shí)可以看到的效應。

差分探頭具有固有的較低負載，現在的問(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載，提供了測試信號的最低失真。