CN101008657A - 再生器式探头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种探头装置，其具有第一接入端口、第二接入端口和测量端口。第一接入端口和第二接入端口适于置于测试电路中。电压放大器和电压分压器适于向每一个第二接入端口和测量端口提供表示由第一接入端口接收的电压的电压。

Description

再生器式探头
技术领域
本发明涉及一种探头装置。
背景技术
数字电路测试的一个重要方面是正确探测目标系统。作为示例，逻辑分析寻求在不影响目标系统的电路工作的条件下快速测量目标系统。理想地，探头装置对电路电压进行采样，这些电压与目标系统未被探测使的工作过程中出现的电路电压完全相同。然而，随着目标系统的工作频率的增加，探测目标系统时不使目标系统电路增加影响电路工作的寄生阻抗变得更加困难。
适用于电路测试的探头装置的公知类型是“窥探式探头”(snoopprobe)。具体地参照附图的图1，示出窥探式探头的一个示例，其中目标系统电路的一个或多个通信线路101被断开，并且窥探式探头置于断开的线路两端之间。窥探式探头为断开的通信线路101提供通达的连接以允许其工作，而且具有并联的采样电路用于探测线路上的信号活动。窥探式探头包括转接电路部分，其中，顶端电阻器102并联连接到该转接电路。顶端电阻器102提供转接电路部分和测试设备103之间的隔离。连接到顶端电阻器102的探头电缆104将采样信号送到测量103。测试设备103端接于末端阻抗。通常，顶端电阻器的阻抗是末端阻抗的5-10倍。有利的是，窥探式探头提供无源探测和与测试设备的隔离。公知窥探式探头的不足是，由测试设备感测的测试信号由于末端阻抗相对于添加到末端阻抗的顶端电阻器102的阻抗的分压比，而被大大地衰减。因为分压比，测试设备还可以感测到被测量信号的衰减的转换速率(slew rate)。因而，噪声电压的有效转换被类似地减慢，这引起了测量的跳动。隔离电阻越大，目标系统与测试设备103的隔离性就越好，但是转换速率衰减越多，装置的测量跳动越大。如本技术领域的一般技术人员可理解到的，反过来说也是正确的。跳动测量可以用更小的顶端电阻器阻抗改进，但是要以目标系统电路108与测试设备103的隔离为代价。窥探式探头的另一个不足在于顶端电阻器102中固有的寄生电容随着测试信号频率增加而使得隔离性降低。
需要一种提供采样目标系统中的信号而不影响其工作的改进探头。
发明内容
相应地，本发明提供了一种探头装置，包括第一接入端口、第二接入端口和测量端口以及与电压分压器串联连接的电压放大器，所述第一和第二接入端口适于置于测试电路中，所述电压放大器适于向所述第二接入端口和所述测量端口的每一个提供基本上表示由所述第一接入端口接收的电压的电压。
本发明还提供了一种探测方法，包括：将转接电路置于测试电路的第一和第二接入端口之间，放大在所述第一接入端口处的电压，将所述放大的电压分开，在测量端口处提供基本上表示所述第一接入端口处的电压的电压。
本发明的另一种探测方法包括：将转接电路置于测试电路的第一和第二接入端口之间，将所述第一接入端口处的电压分开，放大分出来的第一电压，在所述测量端口处提供所述放大的分出来的第一电压，放大分出来的第二电压，向所述测量端口提供所述放大的分出来的第二电压。
结合附图，从下面详细的描述中能够获得对本技术教导的理解，其中在不同附图中，类似的参考标号表示相同或类似的元件。
附图说明
图1示出公知探头的电路构造；
图2-图4示出根据本技术教导的单路探测电路的实施例；
图5示出根据本技术教导的多路探测电路的一个示例性形状因素(form factor)；
图6示出根据本技术教导的方法一个实施例的流程图。
具体实施方式
在下面详细描述中，出于解释而非限制性目的，提供了示例性实施例，公开了具体细节，以提供对根据本技术教导的实施例的完整了解。然而，对于受益于本公开的本技术领域一般技术人员来说，显而易见的是脱离此处公开的具体细节的根据本技术教导其它实施例仍然在权利要求范围内。而且，略去对众所周知的装置和方法的描述，使得示例性实施例的描述变得清楚。这些方法和装置显然落在本技术教导的范围内。
具体参照附图的图2，图中示出了根据本技术教导的再生器式探头装置100的一个实施例，其中，探头装置100置于目标系统108的通信线路101中。通信线路101被断开，断开的通信线路101的每一端都连接到探头装置100的相应的第一接入端口105和第二接入端口106。在图2所示的探头装置实施例中，第一接入端口105电连接到第一探测迹线111。第一探测迹线111连接到电压放大器109。电压放大器109端接于匹配目标系统电路108阻抗的特征阻抗，使得目标系统电路108基本上能够像探头装置没有置于其中那样地工作。在一个具体实施例中，电压放大器109将在第一接入端口105处得到的电压信号放大两倍，并且在目标系统电路108的电压范围和频率上具有线性的放大器运行特征和频率响应。因此，电压放大器的输出116精确地表示在第一接入端口105处电压信号的活动。电压放大器的输出116连接到电压分压器110。在图2所示的具体实施例中，电压分压器110是6dB的分压器，因此，将放大电压的一半提供给电压分压器的第一输出端117，将放大电压的一半提供给电压分压器110的第二输出端118。第二探测迹线112将电压分压器的第一输出端117连接到第二接入端口106。在一个具体实施例中，在第一接入端口105的电压基本上等于在第二接入端口106的电压。因而，目标系统的运行速度非常快，除了由于增加的传输线和在与探头100没有置于通信线路中相当的条件下的一些额外增加的等待时间。在一个具体实施例中，对目标系统的多个通信线路进行探测，每一个线路具有相应的关联探头装置100用于测量目标系统的并联线路。电压分压器的第二输出端118连接到测量迹线119。测量迹线119连接到用于向测量装置103提供信号的探头电缆104。在所示具体实施例中，每一个通信线路101都是单向的。通过对于每一个方向都使用包括放大器/多个放大器和若干分压器的单独探测电路，这个实施例可以适用于具有全双工总线的目标系统。因而，用于全双工目标系统的根据本技术教导的探头装置，对于每一个通信线路101，都具有两个探测电路和测量端口接头。
具体参照附图的图3，图中示出了根据本技术教导的另一个实施例，其中第一接入端口105和第一探测迹线111连接到电压分压器110。电压分压器110是6dB的分压器，向电压分压器的第一输出端117提供输入电压的一半，向电压分压器的第二输出端118提供输入电压的一半。电压分压器的第一输出端117连接到第一电压放大器120，电压分压器的第二输出端118连接到第二电压放大器121。在一个没有具体示出的实施例中，第一电压放大器和第二电压放大器是固定放大器。在附图的图3所示出的实施例中，第一电压放大器和第二电压放大器的每一个都是可独立调节的。第一电压放大器120连接到第二探测迹线120和第二接入端口106。第二电压放大器121连接到测量迹线119和用于向测量装置103提供信号的探头电缆104。因此，用户可以选择在第二电压放大器121的输出端处得到与在第一接入端口105得到的电压基本相同的电压，也可以选择衰减或放大向第一接入端口105提供的电压信号，并且将其提供给第二接入端口106，这种特征可以用于目标系统的参数裕度和“limp-along”测试，同时还允许对第一接入端口处的电压信号进行完全测量。如本领域技术人员容易理解到的，取决于具体的测试需要，第一和第二电压放大器可以都不提供可变的放大，或者其中的一个或两个可以提供可变的放大。
具体参照附图的图4，图中示出了根据本技术教导的另一个实施例，其提供在图3的实施例中出现的特征，并且每一个被测试的通信线路101仅采用一个电压放大器。具体地，第一接入端口105和第一探测迹线111连接到电压放大器109。电压放大器的输出端116连接到电压分压器110的输入端。然而，在图4的实施例中，电压分压器110是可变的。因而，可以调节电压分压器110，以在第一输出端117和第二输出端118处提供不同的电压。
具体参照附图的图5，示出适合于根据本技术教导的探头装置实施例的形状因素的实施例。在所示的实施例中，多个目标系统通信线路101在PCI-EXPRESS目标连接器(未示出)处断开。可以探测的通信线路101的最大数量由PCI-EXPRESS目标连接器的尺寸限定。其它连接器也是合适的，并且可以由受益于本技术教导的本技术领域的一般技术人员适用于本技术教导。PCI-EXPRESS目标连接器接收印刷电路板123(PCB)的边缘122以将探头装置100连接到通信线路101中的每一个。在一个具体实施例中，PCB 123具有包括第一和第二主平面的构造。PCB 123的边缘122在PCB 123的第一平面具有第一接入端口105，第二接入端口106在PCB123的第二平面上与第一接入端口105相对设置。PCB 123携带有用于每一个通信线路101的根据本技术教导的探头装置的电子元件，该电子元件诸如放大器109和分压器110。具体地，取决于探头装置的具体实施例和被探测的通信线路101的数量，PCB 123容纳多个放大器和分压器。PCB123的布局具有沿PCB 123的矩形区组织在一起的各个通信线路电子元件。PCB 123还携带有具有与PCI-EXPRESS目标连接器相同宽度和构造的PCI-EXPRESS探头连接器124。在正常工作下，探头100不连接到目标系统，并且配对PCB(未示出)被设置在PCI-EXPRESS目标连接器中。在探测操作中，探头100通过PCI-EXPRESS目标连接器经由PCB卡边缘122连接到目标系统，配对PCB连接到PCI-EXPRESS探头连接器124，以使目标系统电路完整。有利地，探头可以插入目标系统电路以监测目标系统的工作，但不改变目标系统的工作。探头PCB 123将各测量迹线119互连到用于连接到测试设备103的探头电缆104。
具体参照附图的图6，图中示出了根据本技术教导的一个实施例的流程图，其中转接电路置于测试电路的第一接入端口105和第二接入端口106之间(125)。放大在第一接入端口105处出现的电压(126)并将该放大的电压分开(127)。在电压分压器110的输出端118处提供基本上类似于第一接入端口105处电压的电压(128)。
参照描述探头装置和探测方法的附图，通过示例的方式描述了所教导的实施例。作为示例，根据图3或图4所示出的教导，在多通信线路的实施例中，出于除了功能测试以外的每条线路的参数测试的目的，可以独立调节用于每一个单独的通信线路101的各个放大器120、121或可变分压器110。具体地，调节放大器120或可变分压器110，使得测试设备103接收基本上类似于在目标系统中得到的电压信号，但是放大或衰减通过通信线路101传递到目标系统的其余部分的信号。实现放大或衰减的方法可以是手动或编程的方式，并且取决于设计的选择。本技术教导的其它变体、修改、和实施例对于受益于本技术教导的所属技术领域的一般技术人员是可以想到的。

Claims (26)

1.一种探头装置，包括第一接入端口、第二接入端口和测量端口以及与电压分压器串联连接的电压放大器，所述第一和第二接入端口适于置于测试电路中，所述电压放大器适于向所述第二接入端口和所述测量端口的每一个提供基本上表示由所述第一接入端口接收的电压的电压。
2.根据权利要求1所述的探头装置，包括两个或更多个所述第一和第二电路接入端口、相应的多个所述测量端口、放大器和电压分压器，每一个第一和第二电路接入端口和测量端口具有与其关联的放大器和电压分压器中对应的一个。
3.根据权利要求1所述的探头装置，其中，向所述第二接入端口提供的电压基本上等于由所述第一接入端口接收的电压。
4.根据权利要求1所述的探头装置，其中，向所述测量端口提供的电压基本上等于由所述第一接入端口接收的电压。
5.根据权利要求4所述的探头装置，其中，向所述第二接入端口提供的电压是可调节的。
6.根据权利要求1所述的探头装置，其中，向所述第二接入端口和所述测量端口提供的电压基本上等于由所述第一接入端口接收的电压。
7.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述第一接入端口向所述放大器提供输入，放大器的输出端向所述分压器提供输入。
8.根据权利要求7所述的探头装置，其中，所述电压分压器是可变的分压器。
9.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述第一接入端口向所述电压分压器提供输入，第一电压分压器输出端向第一放大器提供输入，第二电压放大器输出端向第二放大器提供输入。
10.根据权利要求9所述的探头装置，其中，所述第一放大器是可变放大器。
11.根据权利要求9所述的探头装置，其中，所述第二放大器是可变放大器。
12.根据权利要求1所述的探头装置，所述探头装置适于置于目标系统连接器和目标系统配对印刷电路板之间，并进一步包括印刷电路板和探头连接器，所述印刷电路板适于连接到所述目标系统连接器，所述探头连接器设置在具有类似于所述目标系统连接器构造的所述印刷电路板上。
13.根据权利要求12所述的探头装置，其中，所述目标系统连接器和所述探头连接器是PCI-EXPRESS连接器。
14.根据权利要求12所述的探头装置，进一步包括连接到所述测量端口并且适用于对接到测试设备的电缆。
15.一种探测方法，包括：
将转接电路置于测试电路的第一和第二接入端口之间，
放大在所述第一接入端口处的电压，
将所述放大的电压分开，
在测量端口处提供基本上表示所述第一接入端口处的电压的电压。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括在所述第二接入端口处提供基本上表示所述第一接入端口处的电压的电压。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述第二接入端口处的电压基本上等于所述测量端口处的电压。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括在所述第二接入端口处提供表示衰减后的所述第一接入端口处的电压的电压。
19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括在所述第二接入端口处提供表示放大后的所述第一接入端口处的电压的电压。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，针对多个并联线路执行每一个步骤。
21.一种探测方法，包括：
将转接电路置于测试电路的第一和第二接入端口之间，
将所述第一接入端口处的电压分开，
放大分出来的第一电压，
在所述测量端口处提供所述放大的分出来的第一电压，
放大分出来的第二电压，
向所述测量端口提供所述放大的分出来的第二电压。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，在所述第二接入端口处的电压基本上等于在所述第一接入端口处的电压。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，在所述第二接入端口处的电压基本上等于在所述测量端口处的电压。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，在所述第二接入端口处的电压表示的是所述第一接入端口处的电压被衰减后的电压。
25.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第二接入端口处的电压表示的是所述第一接入端口处的电压被放大后的电压。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，针对多个并联线路执行每一个步骤。
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