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无线探针的频率响应

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Get从测试仪电子设备向待测电路板提供清晰、准确的信号对于高速测试至关重要。夹具布线可能是信号传输路径中失真和噪声的主要因素。为了更好地理解无线夹具的可能性,QA Technology检查了无线针套、端子和探针的高频性能。

QA使用网络分析仪测量各种探针配置的频率响应特性。无线针套的初始测试使用覆盖300KHz至3GHz频率范围的RF网络分析仪。随后使用微波网络分析仪进行的测试覆盖了50MHz至20GHz的频率范围。为了保持一致性,最近的测试图表推断了低于50MHz的数据,而忽略了高于10GHz的数据。QA使用TDR示波器查看通过测试夹具的信号路径的阻抗,并使用微波网络分析仪的时域变换选项获得时域阻抗信息。

试验程序

测试夹具用于100、75、50和39mil无线针套产品。这些夹具装置包括一个0.250[6.35]G10针套安装板、一个0.062[1.57]G10针套隔板和两个电气接口板,这些电气接口板通过非导电支座连接到针套安装板上。X75、X50、X39和X31无线端子的测试夹具由多个G10板组成,总计1.562[39.67],夹在两个电气接口板之间。在所有夹具中,电气接口板为测试设备提供SMA连接器,并提供铜迹线,以接触各种探针/针套配置。配置包括接地探针和信号探针的不同中心间距、多个接地探针以及测量串扰的布置,其中一对探针被“驱动”,相邻一对探针的“接收”被测量。

结果

X75-25 Frequency on 1.00 centers

下图研究了X75探针的性能。以下是所有其他无线组件的可比数据。

图1显示了1.00[25.4]中心上两个X75探针的频率响应。这可能代表IC封装的信号探针到接地探针的分离。请注意,带宽衰减低于100 MHz。这种响应主要由信号和接地探针之间的分离所控制。在1.00[25.4]个中心测试的其他无线探针系列的图具有非常相似的性能。在图2中,探针位于其标称0.075[1.91]中心。在这些较近的中心上,可实现超过400 MHz的–1dB频率响应。这种改进是由于间距更近的探针提供了与50欧姆测试环境阻抗的更好匹配。

微波网络分析仪的TDR选项允许测量传输线长度上任何点的阻抗。图3显示了0.075[1.91]中心上两个无线0.075[11.91]QA X Probes®的阻抗。在该TDR图中,传输信号的有效上升时间为50皮秒,相当于7 GHz测试频率。测量的高带宽夸大了阻抗极限;在较低的频率下,阻抗差异将不太明显。这些高频测量显示了三个不同的物理区域:端子、从端子到X Probe的过渡以及X Probe本身。这些阻抗变化是由端子和探针的不同直径以及围绕它们的钻孔间隙引起的。分离探针的介电材料的性质在确定传输线的特性阻抗方面也起着关键作用。

X75-25 Frequency on 0.075 centers X75-25 TDR on 0.075 centers

图4显示了信号探针位于两个接地之间时,三探针串联配置在0.075[1.91]中心的性能。尽管这种配置可能并不总是实用的,但其–1dB的性能在1400 MHz以上时表现出色。图5显示了相同三探针配置的相应TDR图。

X75-25 Frequency on 0.075 centers x3 X75-25 TDR on 0.075 centers x3
X75-25 Crosstalk on 0.075 centers

传统夹具中的串扰是一个复杂的多变量函数:测试信号的特性、所用布线的长度和类型、布线的(或不布线)方式以及探针本身的相对位置。

布线问题是无线探测解决方案存在的原因。用转换器板替换夹具接线为在待测单元(UUT)和测试电子设备之间路由测试信号提供了更可重复和可控的环境。

测试信号和探针位置由UUT的需求驱动。出于参考目的,图6显示了0.075[1.91]中心上两对0.075[11.91]无线X Probe之间的串扰图。

结论

无线探测解决方案可以提供优异的高频性能。信号对接地探针间距和分离探针的介电材料在确定传输路径的阻抗和带宽方面都起着主要作用。一般来说,更恒定的探针直径和分离探针的一致介电材料使得信号路径中的阻抗变化更少,总体高频性能更好。

用转换器板替换夹具接线,使测试工程师能够更好地控制到待测单元的信号路径的长度和阻抗特性。这产生了更清晰、无失真的测试信号和更高的性能测试。

X50-25 无线系列

X50-25 Frequency on 0.050 centers X50-25 TDR on 0.050 centers
X50-25 Frequency on 0.050 centers x3 X50-25 TDR on 0.050 centers x3
X50-25 Crosstalk on 0.050 centers

X39-25 无线系列

X39-25 Frequency on 0.050 centers X39-25 TDR on 0.050 centers
X39-25 Frequency on 0.050 centers x3 X39-25 TDR on 0.050 centers x3
X39-25 Crosstalk on 0.050 centers

X31-25 无线系列

X31-25 Frequency on 0.031 centers X31-25 TDR on 0.031 centers
X31-25 Frequency on 0.031 centers x3 X31-25 TDR on 0.031 centers x3

100-25 无线系列

100-25 Frequency on 0.100 centers 100-25 TDR on 0.100 centers
100-25 Frequency on 0.100 centers x3 100-25 TDR on 0.100 centers x3
100-25 Crosstalk on 0.100 centers

075-25 无线系列

075-25 Frequency on 0.075 centers 075-25 TDR on 0.075 centers
075-25 Frequency on 0.075 centers x3 075-25 TDR on 0.075 centers x3
075-25 Crosstalk on 0.075 centers

050-25 无线系列

050-25 Frequency on 0.050 centers 050-25 TDR on 0.050 centers
050-25 Frequency on 0.050 centers x3 050-25 TDR on 0.050 centers x3
050-25 Crosstalk on 0.050 centers

050-16 无线系列

050-16 Frequency on 0.050 centers 050-16 TDR on 0.050 centers
050-16 Frequency on 0.050 centers x3 050-16 TDR on 0.050 centers x3
050-16 Crosstalk on 0.050 centers

039-25 无线系列

039-25 Frequency on 0.039 centers 039-25 TDR on 0.039 centers
039-25 Frequency on 0.039 centers x3 039-25 TDR on 0.039 centers x3