CN106019169A - 电源纹波噪声测试探头及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电源纹波噪声测试探头及测试方法，该电源纹波噪声测试探头包括测试夹、隔直电容及同轴线，所述测试夹包括绝缘外壳、固定在所述绝缘外壳内的正极与地线，所述绝缘外壳包括第一夹脚、第二夹脚及连接部，所述第一夹脚、第二夹脚及连接部中至少一个能够发生弹性形变，所述正极的一端伸出第一夹脚并形成正极探针，另一端与所述同轴线的一端连接，所述地线的一端伸出第二夹脚并形成地线探针，另一端与所述同轴线的一端连接，所述同轴线的另一端设有可与示波器连接的接头，所述隔直电容串接于所述正极中。该电源纹波噪声测试探头的测试精度高且方便快捷，相对于无源测试探头，可以提高测试效率，并有效节约了人力投入成本。
Description
技术领域
本发明属于电源测试技术领域，具体涉及一种电源纹波噪声测试探头及测试方法。
背景技术
单板上的电源，例如LDO(低压差线性稳压器)电源、DC Module(直流电源模块)，通常采用无源探头测试纹波与噪声，无源探头的信号探针与地线并不等长，形成的环路面积大，容易受到电磁干扰，导致测试数据不准确。并且，由于元器件体积小，采用现有无源探头每测试一组数据，都需要焊接地线。测试前需将示波器通道耦合方式设置为AC 1MΩ，其他测试又需要设置到DC 50Ω，操作繁琐，测试效率低下，且无源探头阻抗为1MΩ，与示波器通道阻抗不匹配，导致底噪偏大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的用于单板电源纹波与噪声测试的无源探头测试效率低下的缺陷，提供一种电源纹波噪声测试探头。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种电源纹波噪声测试探头，包括测试夹、隔直电容及同轴线，所述测试夹包括绝缘外壳、固定在所述绝缘外壳内的正极与地线，所述绝缘外壳包括第一夹脚、第二夹脚及连接部，所述第一夹脚和所述第二夹脚分别连接到所述连接部，所述第一夹脚、第二夹脚及连接部中至少一个能够发生弹性形变，所述正极的一端伸出第一夹脚并形成正极探针，另一端与所述同轴线的一端连接，所述地线的一端伸出第二夹脚并形成地线探针，另一端与所述同轴线的一端连接，所述同轴线的另一端设有可与示波器连接的接头，所述隔直电容串接于所述正极中。
进一步地，所述正极还包括第一导电片及第二导电片，所述第一导电片连接到所述正极探针，所述第二导电片连接至所述同轴线，所述绝缘外壳上还设有与所述第一导电片和第二导电片相通的插孔，所述隔直电容通过所述插孔可拆装地连接所述第一导电片及第二导电片。
进一步地，所述绝缘外壳还包括槽孔，所述插孔为两个且位于所述槽孔底部。
进一步地，所述槽孔的外部设置有盖住所述隔直电容的外盖。
进一步地，所述外盖上设置有便于外盖拆装的拆装部。
进一步地，所述正极与地线平行间隔且长度相等。
进一步地，所述地线包括设置在第二夹脚内的地极导电片，所述地极导电片连接在地线探针与同轴线之间。
进一步地，所述第一夹脚和第二夹脚的外侧设有防滑部。
根据本发明的电源纹波噪声测试探头，在测试夹的正极中嵌入隔直电容，同轴线所带接头能快速与示波器建立电气连接，测试时，将测试探头的正极探针及地线探针直接夹在测试点对应的两端，无须焊接地线，隔直电容能够直接滤除单板电源网络中的DC分量，不需要来回设置示波器的DC/AC耦合方式(直接采用默认DC50耦合方式即可)，就可以在示波器屏幕上清晰地显示单板电源的纹波与噪声信号波形，测试精度高且方便快捷，相对于无源测试探头，可以提高测试效率，并有效节约了人力投入成本。
另外，本发明还提供了一种采用上述的测试探头的单板电源纹波与噪声测试方法，包括：
将测试探头的同轴线接头与示波器直接相连；
将测试探头的正极探针及地线探针直接夹在测试点对应的两端，使得测试探头的正极与单极电源网络正极相连，地线与单极电源网络负极相连；
将示波器的时间/电压刻度调整到合适位置，以在示波器屏幕上清晰显示被测单板电源网络上存在的纹波与噪声信号。
优选地，测试点选取在贴近电源管脚的去耦电容处，将测试探头的正极探针及地线探针直接夹在去耦电容的两端。相比于现有的无源探头测试方法，测试夹直接夹在去耦电容的两端即可，不需要焊线，对测试效率有很大提升。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的电源纹波噪声测试探头的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的电源纹波噪声测试探头其测试夹的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的电源纹波噪声测试探头其隔直电容与正极的连接示意图；
图4是本发明一实施例提供的电源纹波噪声测试探头的测试状态图；
图5是本发明一实施例提供的电源纹波噪声测试方法的流程图。
说明书附图中的附图标记如下：
1、测试夹；11、绝缘外壳；111、第一夹脚；112、第二夹脚；113、连接部；114、微型防滑凸起结构；12、正极探针；13、地线探针；14、正极导电片；141、第一导电片；142、第二导电片；15、外盖；151、拆装孔；2、隔直电容；3、同轴线；4、接头；5、示波器；6、被测单板；7、直流电源模块；8、电源网络。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图3所示，本发明一实施例提供的电源纹波噪声测试探头，包括测试夹1、隔直电容2及同轴线3，其中，所述隔直电容可以为电容量为10uf的隔直电容，所述同轴线3为与示波器通道阻抗匹配的同轴线，例如可以为50ohm阻抗同轴线等。
所述测试夹1包括绝缘外壳11、固定在所述绝缘外壳11内的正极与地线(GND)。
如图2及图3所示，所述绝缘外壳11包括第一夹脚111、第二夹脚112和连接部113，所述第一夹脚111和所述第二夹脚112分别连接到所述连接部113，并沿所述连接部113的同一侧延伸，从而形成类似于镊子状的结构。所述绝缘外壳11可以采用塑料、橡胶等材料制成。优选地，所述第一夹脚111和所述第二夹脚112沿所述连接部113的同一侧基本平行地延伸。所述第一夹脚111和第二夹脚112能在外力作用下发生形变，以调节第一夹脚111和第二夹脚112间的距离。例如，所述第一夹脚111和/或第二夹脚112可以使用弹性形变材料制成，或者所述连接部113由弹性材料制成。所述正极的一端伸出第一夹脚111的末端并形成正极探针12，另一端与所述同轴线3的一端连接；所述地线的一端伸出第二夹脚112的同一侧末端并形成地线探针13，另一端与所述同轴线3的一端连接。所述同轴线3的另一端设有可与示波器连接的接头4，所述隔直电容2串接于所述正极中，其中，接头4为与示波器直接连接的卡扣配合型连接器(Bayonet Nut Connector)，卡扣配合型连接器以下简称为BNC接头。这样，第一夹脚111、第二夹脚112之间具有空隙，在测试时，测试夹1能够依靠第一夹脚111、第二夹脚112的向空隙方向的弹性变形夹在待测单板的测试点的两端。可选地，如图2所示，所述第一夹脚111和所述第二夹脚112外侧表面的手持区域可以设置防滑部，所述防滑部可以是多个微型防滑凸起结构114，所述多个微型防滑凸起结构114可以依次平行排列，其可以在测试人员手持所述测试探头进行测试时保证所述测试探头的测试稳定性。
当然，可选地，防滑部也可以是其它防滑结构，例如多个防滑凸点。
本实施例中，如图3所示，所述正极包括设置在第一夹脚111内的正极导电片14，所述正极导电片14连接在正极探针12与同轴线3之间；所述地线包括设置在第二夹脚112内的地极导电片(图中未标示)，所述地极导电片连接在地线探针13与同轴线3之间。其中，正极导电片14及地极导电片可以为铜片等。可选地，如图3所示，所述正极导电片14包括相互靠近的第一导电片141及第二导电片142，所述隔直电容2连接在所述第一导电片141及第二导电片142之间。即，第一导电片141的一端连接至正极探针12，另一端连接隔直电容2的一个引脚；第一导电片142的一端连接至同轴线3，另一端连接隔直电容2的另一个引脚。本实施例中，所述正极与地线平行间隔且长度相等。即正极探针12与地线探针13平行间隔且长度相等，另外，正极导电片14与地极导电片平行间隔且长度相等。这样，形成的环路面积小，大大降低了EMC辐射干扰。
本实施例中，所述绝缘外壳11上开设有槽孔(未标示)，所述槽孔的底部开设有两个与正极导电片14相通的插孔(未标示)，所述隔直电容2的两个电极可插拔地插入两个插孔中并分别与第一导电片141及第二导电片142接触，从而将所述隔直电容2与所述正极探针12相连接。例如，在一种实施方式中，所述隔直电容2为贴片电容，隔直电容2通过所述槽孔侧壁底部的两个插孔，置于所述第一导电片141和第二导电片142第一之间，通过第一导电片141和第二导电片142的夹持接触所述隔直电容2的两电极使电路导通。当然，在其他实施方式中，所述隔直电容2也可以为带引脚的电容，使用时电容引脚穿过槽孔底部的插孔分别与所述第一导电片141和第二导电片142接触连接。具体地，可以通过在第一导电片141和第二导电片142上设置引脚定位孔等方式实现隔直电容与第一导电片141和第二导电片142的接触连接，引脚与引脚定位孔之间通过过盈配合或者焊接等方式连接。可选地，如图1所示，所述槽孔的外部还可以设置有盖住所述隔直电容2的外盖14。如图1所示，隔直电容2设置在外盖15的内部，外盖15上设置有拆装部，例如可以是设置在外盖15上的两个拆装孔151，以方便拆卸外盖15；再例如，拆装部也可以是图中未示出的吊耳结构、把手结构等。由于所述隔直电容2是可插拔地串接到所述正极，因此在具体实施例中，所述隔直电容2可以根据实际测试需要选择合适的电容元件，也即是说，所述隔直电容2是可替换地安装到测试夹1的正极，从而可以有效地扩展所述电源纹波噪声测试探头的应用范围。所述隔直电容2可以选用可变电容器或者贴片电容等来满足不同的测试需要。
本实施例中，隔直电容能够直接滤除DC分量，不需要设置示波器耦合方式，就可以很清晰的在示波器上观察到纹波与噪声信号波形。
本实施例中，50ohm阻抗同轴线的阻抗与示波器通道直接匹配，无反射干扰；且同轴线屏蔽效果好，抗杂波干扰强。同轴线3带的BNC接头4直接与示波器相连，不需要其他转接头。
根据本发明上述实施例的电源纹波噪声测试探头，在测试夹的正极中嵌入隔直电容，50ohm阻抗同轴线所带的BNC接头能快速与示波器建立电气连接，测试时，将测试探头的正极探针及地线探针直接夹在测试点对应的两端，无须焊接地线，隔直电容能够直接滤除单板电源网络中的DC分量，不需要来回设置示波器的DC/AC耦合方式(直接采用默认DC50耦合方式即可)，就可以在示波器屏幕上清晰地显示单板电源的纹波与噪声信号波形，测试精度高且方便快捷，相对于无源测试探头，可以提高测试效率，并有效节约了人力投入成本。
另外，如图4及5所示，本发明一实施例还提供了一种采用上述的测试探头的电源纹波噪声测试方法，包括：
S1、将测试探头的同轴线3的接头4与示波器5连接；其中，所述同轴线3为与示波器通道阻抗匹配的同轴线，例如可以为50ohm阻抗同轴线等，同轴线3带有直接与示波器5相连的BNC接头4，不需要其他转接头。这样，示波器5直接采用默认的DC50耦合方式即可。
S2、将测试探头的正极探针12及地线探针13直接夹在测试点对应的两端，使得测试探头的正极与电源网络正极相连，地线与电源网络负极相连。如图4所示，被测单板6上的电源的一个示例为直流电源模块(DC Module)7。直流电源模块7的电源网络8中连接有去耦电容C2。
S3、调整示波器5，在示波器屏幕上观察电源纹波噪声信号波形。调整示波器具体为，调整示波器的时间/电压刻度到合适位置，以在示波器屏幕上清晰显示被测单板电源网络上存在的纹波噪声信号波形。
优选地，如图4所示，测试点选取在贴近电源管脚的去耦电容C2处，并将测试探头的正极探针12及地线探针13直接夹在去耦电容C2的两端。相比于现有的无源探头测试方法，测试夹1直接夹在去耦电容的两端即可，不需要焊线，对测试效率有很大提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电源纹波噪声测试探头，其特征在于，包括测试夹、隔直电容及同轴线，所述测试夹包括绝缘外壳、固定在所述绝缘外壳内的正极与地线，所述绝缘外壳包括第一夹脚、第二夹脚及连接部，所述第一夹脚和所述第二夹脚分别连接到所述连接部，所述第一夹脚、第二夹脚及连接部中至少一个能够发生弹性形变，所述正极的一端伸出第一夹脚并形成正极探针，另一端与所述同轴线的一端连接，所述地线的一端伸出第二夹脚并形成地线探针，另一端与所述同轴线的一端连接，所述同轴线的另一端设有可与示波器连接的接头，所述隔直电容串接于所述正极中。
2.根据权利要求1所述的电源纹波噪声测试探头，其特征在于，所述正极还包括第一导电片及第二导电片，所述第一导电片连接到所述正极探针，所述第二导电片连接至所述同轴线，所述绝缘外壳上还设有与所述第一导电片和第二导电片相通的插孔，所述隔直电容通过所述插孔可拆装地连接所述第一导电片及第二导电片。
3.根据权利要求2所述的电源纹波噪声测试探头，其特征在于，所述绝缘外壳还包括槽孔，所述插孔为两个且位于所述槽孔底部。
4.根据权利要求3所述的电源纹波噪声测试探头，其特征在于，所述槽孔的外部设置有盖住所述隔直电容的外盖。
5.根据权利要求4所述的电源纹波噪声测试探头，其特征在于，所述外盖上设置有便于外盖拆装的拆装部。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电源纹波噪声测试探头，其特征在于，所述正极与地线平行间隔且长度相等。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的电源纹波噪声测试探头，其特征在于，所述地线包括设置在第二夹脚内的地极导电片，所述地极导电片连接在地线探针与同轴线之间。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的电源纹波噪声测试探头，其特征在于，所述第一夹脚和第二夹脚的外侧设有防滑部。
9.一种采用权利要求1所述的测试探头的电源纹波噪声测试方法，其特征在于，包括：
将测试探头的同轴线接头与示波器连接；
将测试探头的正极探针及地线探针直接夹在测试点对应的两端，使得测试探头的正极与电源网络正极相连，地线与电源网络负极相连；
调整示波器，在示波器屏幕上观察电源纹波噪声信号波形。
10.根据权利要求9所述的电源纹波噪声测试方法，其特征在于，测试点选取在贴近电源管脚的去耦电容处，将测试探头的正极探针及地线探针直接夹在去耦电容的两端。
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