不要將1端口PDN探頭與10：1比例的無(wú)源示波器探頭混淆。它們與1端口PDN探頭幾乎沒(méi)有共通之處，只是缺少探頭衰減而改善了信噪比。1端口PDN探針在許多方面都很特殊，而且比實(shí)際情況還要復(fù)雜。本文不僅是對(duì)1端口PDN探頭的介紹，而且還提供了一些示例，說(shuō)明了如何將其應(yīng)用于快速，輕松地進(jìn)行高質(zhì)量測(cè)量。

瀏覽器級(jí)探針

幾家公司生產(chǎn)和分銷(xiāo)高頻TDR探頭。這些探頭通常設(shè)計(jì)用于非常高的頻率測(cè)量，通常為10GHz或更高。這些探針設(shè)計(jì)用于帶有顯微鏡支持的尖端放置的復(fù)雜探針臺(tái)。

1端口PDN探針（例如圖1中所示的Picotest P2100A）被設(shè)計(jì)為手持式瀏覽器探針。所示的手持式瀏覽器探頭是低頻探頭，支持DC至1.5GHz。有一些顯著的特征可以確保高質(zhì)量，精確的測(cè)量。

圖1在演示板上執(zhí)行短開(kāi)負(fù)載校準(zhǔn)時(shí)，顯示了Picotest P2101A 1端口PDN探頭。

精確地50Ω

第一個(gè)特性是探針特性阻抗必須精確地為50Ω。探針電纜和探針連接器之間的連接不良或探針電纜和探針頭之間的不匹配會(huì)導(dǎo)致探針尖端的寄生電容較小。這會(huì)導(dǎo)致較差的頻率響應(yīng)，并可能給測(cè)量增加大量（和錯(cuò)誤的）振鈴。由于探針是電感性的，因此重要的是，探針不可為電容性的，以確保在由于尖端電感而導(dǎo)致帶寬受限的情況下，測(cè)量不會(huì)振鈴。

那么，什么決定了探查帶寬？主導(dǎo)項(xiàng)是引腳電感，此探頭的電感約為5nH，因此帶寬為：

圖2使用Copper Mountain Technologies S5048 VNA來(lái)直接測(cè)量帶寬，從而確認(rèn)了測(cè)量結(jié)果。

與VNA一起使用時(shí)，可以將探頭校準(zhǔn)到比此頻率稍高的頻率，但與示波器一起使用時(shí)則不能。探頭必須端接至50Ω，盡管端接可以是AC，以保護(hù)儀器免受被測(cè)設(shè)備（DUT）的工作電壓，并防止由于50Ω端接而改變DUT的DC工作點(diǎn)。可以使用具有所需頻率范圍的任何合適的DC模塊。Picotest PDN探頭包括一個(gè)500Hz至6GHz的DC模塊，可與任何50Ω的儀器或探頭一起使用。

小巧

探頭必須既小又纖細(xì)，以使其適合于狹窄的地方，例如現(xiàn)代的高密度電路板。瀏覽器探針可能需要長(zhǎng)時(shí)間放置，因此需要舒適且易于抓握。像這樣的一些探頭已經(jīng)過(guò)橡膠處理，以提供防滑的舒適性。當(dāng)然，當(dāng)需要免提操作時(shí)，探頭可與任何探頭架或探頭臺(tái)一起使用。如圖3所示，該探針安裝在SKID探針臺(tái)中。

圖3.該板已安裝到SKID探針臺(tái)中，并且該工作站上的3D探針支架牢牢抓住探針。探頭的防滑表面有助于防止探頭位置漂移。

可變螺距和固定長(zhǎng)度

盡管彈簧式尖端和接地引線(xiàn)很方便，但由于其本身的性質(zhì)，它們無(wú)法從測(cè)量中進(jìn)行校準(zhǔn)。例如，彈簧銷(xiāo)釘將呈現(xiàn)取決于彈簧銷(xiāo)釘?shù)耐怀龅碾姼?。以?lèi)似的方式，飛地引線(xiàn)可以根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)的位置改變電感。由于這些原因，重要的是提供固定的引腳長(zhǎng)度解決方案以實(shí)現(xiàn)最大帶寬。
探頭如圖1所示，帶有偏置的接地引腳。該引腳允許旋轉(zhuǎn)，以提供可變的螺距，同時(shí)保持均勻的電感，從而使探頭適合任何尺寸的設(shè)備，同時(shí)還保持合理的校準(zhǔn)。

雙向探針

通常認(rèn)為探頭是一種將信號(hào)從DUT傳輸?shù)揭涗浀膬x器的工具。PDN探頭是一種雙向探頭，它允許將信號(hào)傳遞到DUT以及將信號(hào)從DUT發(fā)送到測(cè)量?jī)x器。當(dāng)對(duì)故障排除或優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，這通常是合乎需要的。通過(guò)向DUT發(fā)送噪聲信號(hào)，可以評(píng)估響應(yīng)，突出設(shè)計(jì)中的軟點(diǎn)。

大量的應(yīng)用程序

1端口探頭可以簡(jiǎn)化許多必要的測(cè)量，包括許多在線(xiàn)測(cè)量：

• 紋波和噪聲，包括高達(dá)1GHz +的高頻PDN噪聲
• 1端口反射阻抗，包括有源器件
• 元件阻抗測(cè)量，RLC測(cè)試
• 無(wú)創(chuàng)穩(wěn)定性評(píng)估
• 電路靈敏度測(cè)試，將噪聲注入DUT

測(cè)量示例

圖4顯示了使用1端口PDN探頭進(jìn)行測(cè)量的一些示例。這些測(cè)量包括非常小的信號(hào)瞬態(tài)響應(yīng)，顯示了1：1 PDN探頭的出色信噪比。另一個(gè)示例顯示了如何通過(guò)1端口探頭將寬帶噪聲連接到DUT，以評(píng)估時(shí)鐘抖動(dòng)靈敏度。使用1端口探頭執(zhí)行的阻抗顯示了由于使用負(fù)載電容器而導(dǎo)致的諧振阻抗。該阻抗峰值將成為DUT中的噪聲源。最后，一系列的三個(gè)阻抗測(cè)量結(jié)果顯示了對(duì)非常低的負(fù)載電流（范圍從0mA至5mA）的靈敏度。非侵入性穩(wěn)定性裕度還用于根據(jù)此阻抗測(cè)量值確定控制回路的相位裕度。在此示例中，相位裕度為44.8度。

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