[实用新型]一种二合一特性阻抗探头

说明书

技术领域

本实用新型属于PCB行业电路板阻抗测量领域。涉及一种阻抗探头，具体地说是一种二合一特性阻抗探头。

可用于时域反射法（TDR）阻抗测量设备，如POLAR公司的CITS500，CITS800阻抗测量仪；泰克DSA8200数字串行采样示波器。

背景技术

特性阻抗是指高频信号或电磁波在传输过程中，传输线上任一点的行波电压与行波电流之比。通俗的说法是高频信号或电磁波传播时受到的阻力，它是电阻抗，电容抗，电感抗的矢量和。目前通常将特性阻抗分为单端（Single ended）阻抗和差分（Ｄifferential）阻抗两种模式。

使用两台分辨率不同的时域反射法（TDR）阻抗测量设备，在测试同一条传输线时获得的测试结果。两款设备对传输线阻抗变化的反映不同，一个明显而另一个不明显。TDR设备感测传输线阻抗不连续的分辨率主要取决于TDR设备发出之阶跃讯号上升时间的快慢，快的上升时间可获得高分辨率。而TDR设备的上升时间往往和测试系统的带宽相关，带宽高的测试系统拥有更快的上升时间。

TDR测试设备原理：时域反射计是测试印制板特性阻抗最常用的仪器。实验室测试用特性阻抗分析仪有泰克公司的数字串行采样示波器，典型设备型号：DSA8200数字串行采样示波器；DSA8200数字串行采样示波器主要功能是为通信、计算机和消费电子提供千兆位发射机和信号路径检定和一致性检验综合工具。配置的TDR测试模块具有50GHZ带宽，15ps的反射上升时间，12ps的入射上升时间，噪声小的特点，操作参数多，专业性要求高，适合科研院所实验室使用。新推出的80E10和80E08TDR模块集成独立双通道２米远程采样器系统，最大限度降低了夹具影响。

与CITS500相比，泰克DSA8200数字串行采样示波器操作自动化不足。PCB行业生产线上常用的特性阻抗测量设备是POLAR公司的CITS系列阻抗测量系统。典型设备型号：CITS500，CITS800。

CITS500提供单端和差分测量功能，带用于挠性探针连接的两个通道。CITS阻抗测试系统使用起来极为简单方便。基于Windows的强大软件使所有测试任务实现自动化，单击一下鼠标或踩一下脚踏开关即可控制整个过程。你只需确定微带测试探针的位置，选择一个包含常规PCB测试阻抗和公差的测试文件，然后踩脚踏开关即可。不需要像DSA8200那样进行任何调节，例如设置垂直增益值、脉冲延时值和时基值。

CITS800可以自动执行一系列阻抗测试，必要时提示你重新确定测试探针的位置。CITS自动处理数据，清楚显示随距离而变的特征阻抗，给出通过／失败状态。 

特性阻抗探头是阻抗测量信号传递到待测件（DUT）的最后一站，它的性能将最终决定特性阻抗测量的准确性。

特性阻抗探头的核心设计是完整传递测量信号，因此要求阻抗匹配，插入损耗小，延迟小，接触可靠。

不同的DUT，阻抗值也不同，目前常见的DUT阻抗值是单端阻抗50欧姆，差分阻抗100欧姆；单端阻抗值范围：25-100欧姆，差分阻抗值范围50-200欧姆。

严格的阻抗测试要求DUT阻抗值与探头阻抗值完全一致，实际上DUT的阻抗值的宽范围使得探头设计不能做到阻抗完全匹配。一般情况下，根据测量范围，单端探头有28，50，75欧姆三种探头可选择，差分探头有50， 100，150欧姆可选择。最常用探头为50欧姆单端探头，100欧姆差分探头。例如，DSA8200的单端探头型号为P8018、差分探头型号为P80318。CITS500的单端探头型号为IP-50，差分探头型号为IP-100；还有为内存制造商定制的特定型号，如IP-28单端探头，阻抗值28欧姆。

在特性阻抗的设计时，单独实现单端50欧姆，差分100欧姆，相对容易，但同时实现单端和差分阻抗值匹配则十分困难。根据SI8000阻抗计算方案可知，差分100欧姆阻抗走线，其每根单端走线的阻抗值在52-54欧姆左右，不能满足50欧姆±1%的误差要求。原因是差分阻抗走线间的相互作用使差分阻抗值小于两个单端阻抗值之和。必须消除差分阻抗线之间的相互作用，才能同时满足单端50，差分100欧姆的要求。