[發明專利]用于測量探測系統的可連接/拆卸的探測頭系統

有效

• 申請號: 200910006739.2
• 申請日: 2005-05-27
• 公開（公告）號: CN101487852A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: J·L·馬丁;M·A·格斯福德;W·R·普利;W·Q·羅;I·G·波洛克;W·A·哈格拉普
• 申請（專利權）人: 特克特朗尼克公司
• 主分類號: G01R1/067
• 分類號: G01R1/067
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊松齡

本申請是申請日為2005年5月27日、申請號為200510073931.5、 發明名稱為“用于測量探測系統的可連接/拆卸的探測頭系統”的發 明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明一般地涉及用于測量探針的探測頭，更特別地涉及用于測 量探測系統的可連接/拆卸的探測頭系統，其中探測頭系統的探測頭 安裝在試驗下的器件上與測量探測系統的其它元件分開。

背景技術

電壓測量探針從在試驗中的器件獲取電信號，并通過電纜使獲得 的信號耦合到測量儀器，如示波器等等。典型的電壓探針具有一個探 針頭，該探針頭具有其中布置有襯底的導電空心管。襯底具有主動或 有源電路，用于在與測量儀器耦合之前調節獲取的信號。空心管的端 部具有布置于其中的絕緣插頭，且共軸布置的探測頭沿兩個方向從插 頭伸出。探測頭伸出到中空管中的部分與襯底電連接。一般地，電壓 測量探針用于在試驗下的器件的手持探針或者安裝到位于試驗下的 器件上的探針臂上。施加給測量探針過大的力可能弄斷探測頭而需要 更換。一般地，這需要把測量探針送到服務中心由有經驗的技師將探 針拆開并更換斷裂的頭部。在維修期間這將導致探針使用的浪費和維 修花費。

美國專利US6,466,000描述了一種可換的探針頭夾持器和允許用 戶更換斷裂的探針頭而不用將其送到服務中心的測量探針頭。該可換 的探針頭夾持器有一個帽蓋和遠離帽蓋的后端延伸的連接臂，該帽蓋 可位于探針頭外殼的外部。帽蓋中具有一系列腔室和從最里面的腔室 延伸到帽蓋前端的孔。一個彈性壓縮件定位在最里面的腔室中，一個 探測頭穿過該彈性壓縮件并布置在孔中，探測點從帽蓋向外伸出。使 探測頭的另一端向外張開以便形成一個將彈性壓縮件夾在帽蓋和探 測頭頭部之間的頭部。靠近最里面的腔室的是第二腔室，它可容納一 部分布置在探針頭外殼中的襯底。襯底的端面具有至少一個與探測頭 的頭部配合的第一電接觸。第三腔室容納一部分探針頭外殼。應該注 意探測頭不必牢固地固定在可換的探針頭夾持器的帽蓋中，當夾持器 定位在探針頭上時，探針頭就僅僅牢固地固定在可換的探針頭夾持器 中。

隨著測量帶寬的增加，相應地需要具有相同或者更大帶寬的測量 探針。設計具有5GHz和更大帶寬的大帶寬測量探針的主要困難在于 探測頭或頭部的電容和電感的影響。對這個問題的一種解決方案是將 探測頭與測量探針的探測頭中的有源電路分開。美國專利 US6,704,670描述了一種寬頻帶的有源探測系統，其中探針的探針頭 或頭部可與探測放大單元分開。一個或多個探測器電纜與探針頭單元 連接，該探針頭單元與用于傳送由探測單元接收的信號的探測放大單 元連接。各種類型的探針頭單元可以與探測放大單元連接。探針頭單 元可以包含有從導電體跡線變化到各種電阻元件、電容元件和/或電 子元件的電路。這種探針設計的優點是它允許布置小很多的探針頭單 元難以接觸的試驗下的器件的觸點上，而不是布置在包含探測放大電 路的更大的測量探針上。

探針頭單元可以是單端的或差動的，并包括多個探測連接點，用 于將多個探測頭單元電與探針頭單元連接。該探測頭單元包括一個探 測頭，還可以包括多個阻抗元件，例如電阻器。利用焊接或壓縮端接， 使探測頭單元與探針頭單元的探測連接點連接。可以將各種類型的探 測頭單元焊接到探測連接點，例如錫焊、填料、SMT抓取器和楔形 探針頭單元。各種探測頭單元允許改變探測系統的電氣特征，或者通 過使存在的探測頭單元脫焊并將更換的探測頭單元焊接到探測連接 點來更換損壞的探測頭單元。該設計的缺點是需要將每一探測頭單元 焊接到一個探測連接點上。此外，連續的將探測頭單元和探測連接點 焊接和脫焊具有損壞探測接觸點的危險，從而導致探針頭單元的浪 費。此外，在某些差動和單端的探測應用中，需要將探針頭單元焊接 到在試驗下的器件的探測點。這可能要求用戶用多個探針頭單元填充 在試驗下的器件，這將使得探測方案的成本提高。

需要一種用于測量探測系統的可連接/拆卸的探測頭系統，在該系 統中容易將探測頭安裝在試驗下的器件上，而不用與測量探測系統的 其它元件連接。探測頭系統應該是廉價的，且容易與測量探測系統的 其余部分連接而不使用焊接。

發明內容