CN106450994B - 用于仪器探头的具有脊部的电缆组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于仪器探头的具有脊部的电缆组件。更具体地，本发明的实施例提供一种将电气测试和测量探头连接至被测设备的改善的电缆组件。探头的一端连接至被测设备(“DUT”)，而另一端通过一根或多根电缆连接至仪器。为了防止由于电缆抵抗弯曲和扭转而导致对探头‑DUT接口造成机械应力，该改善的电缆组件的实施例使用一个或多个柔性脊部在电缆组件已经弯曲或扭转之后将其保持就位。这为DUT提供了更加牢固的连接并且防止对探头‑DUT接口造成损坏。每个脊部锚接至探头的尖端，并且可进一步由外部壳体或额外的锚固件所固定。柔性罩可环绕电缆组件和/或外部壳体，进一步保护电缆免遭损坏。可替代地，可在罩内部布置一个或多个脊部。

Description

用于仪器探头的具有脊部的电缆组件

技术领域

本发明涉及用于电气测试和测量仪器探头的改进的电缆组件。

背景技术

如示波器的电气测试和测量仪器使用探头来与被测设备(“DUT”)接合。探头通过电缆将DUT连接至仪器。DUT通常无法与仪器直接线路连接，导致电缆弯曲或扭转。电缆通常抵抗被弯曲或扭转，这对探头和DUT之间的接口带来机械应力。该应力可对探头与DUT的连接造成危害或者甚至损坏接口。

先前消除这些应力的尝试包括将探头尖端连接器固定至DUT，或者固定电缆以便它们无法对DUT施加任何机械应力。例如，使用带或胶将探头尖端连接器固定至DUT，或者将电缆锚定至DUT附近的固定点。然而，这些方案在将探头连接至DUT时需要额外的劳动。当需要测试另一设备时它们还阻止探头容易地断开。当断开探头时，某些方案甚至会损坏探头与DUT之间的接口。

还做出尝试来制造具有外护套材料的电缆，该外护套材料使电缆更加塑形。这减少了一些(但不是全部)的电缆对扭转的抵抗。而且因为可塑形的外护套不能保护电缆，也不能防止损坏，因此这些电缆的性能随着时间趋于退化。

因此，需要一种电缆组件，其可消除由于电缆抵抗弯曲和扭转而造成对DUT接口的机械应力，同时保护电缆免于损坏。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于电气测试和测量仪器的改进探头电缆组件，其减小了通常由于电缆抵抗弯曲和扭转而造成的机械应力。柔性的脊部(spine，或表示脊柱、支撑部等)在电缆组件弯曲或扭转后将其保持就位，防止了探头与被测设备的接口的机械应力。柔性罩环绕电缆组件，允许其在运动范围内弯曲和扭转，这不会损坏组件。

本发明的目的、优点和其它新颖的结构在结合附加的权利要求和附图来阅读下面的详细描述时变得清楚。

附图说明

图1示出了具有电缆组件的探头、仪器电缆和仪器接口的示例实施例。

图2示出了探头电缆组件的示例实施例。

图3示出了具有柔性护套的探头电缆组件的示例实施例。

图4示出了柔性罩的示例实施例。

具体实施方式

为了测量被测设备(“DUT”)的信号，如示波器的测试和测量仪器使用探头连接设备。探头通过一根或多根信号电缆连接至仪器。通常，DUT和仪器无法完美地直连，并且电缆必须弯曲或扭转就位。

不理想地，用于电气测试和测量仪器中的电缆典型地抵抗弯曲和扭转。例如，通常使用同轴电缆(也称为“coax”)，因为它可使测试和测量信号免遭电气干扰并且抗压。然而，一旦它弯曲或扭转，大部分同轴电缆会尝试回到其原始位置。这对探头与DUT之间的接口施加了机械应力。

这些机械应力可对连接的完整性造成危害，或者更坏地，损坏接口。当探头附接至小的或者易碎的DUT接口时，这两者可容易地发生。例如，某些接口可由一根或多根精密的0.004英寸直径的线构成，该线将探头连接至设备。

因此，本发明的实施例提供一种改进的测试探头电缆组件，其在弯曲或扭转之后保持就位，因此对探头-DUT接口施加较小的机械应力。

图1示出了电缆组件100的示例实施例，其通过仪器电缆110将探头尖端连接器105连接至仪器接口115。在大部分实施例中，电缆组件100仅需要几英寸长以便将机械应力从电缆释放。例如，当仪器电缆110需要具有坚固的外部屏蔽来保护它免遭电气干扰或机械损坏时，这是有用的。然而，电缆组件100在其它实施例中可以更长。例如，当坚固的外部屏蔽不重要时。在一些实施例中，电缆组件100可将探头尖端连接器105直接连接至仪器接口115而无需仪器电缆110。

在一个实施例中，电缆组件100可包括一根或多根信号电缆205和脊部210，如图2所示。信号电缆205中的每一个在探头尖端连接器105与测试或测量仪器之间传输信息。在一个实施例中，信号电缆205可以为同轴电缆，然而还可使用现有技术已知的任意合适类型的电缆，如三轴或光导电缆。

脊部210抵消信号电缆对弯曲和扭转的抵抗，这允许电缆组件100保持就位而不会对DUT-探头接口添加机械应力。脊部210通常选自适当的规格和材料来抵消信号电缆205的特性。例如，在一个实施例中，柔性脊部210可由铜20AWG(美国线规)极软线构成。然而，在某些示例中，用户可优选较为刚性的脊部。这可使用户放心电缆组件将消除电缆应力。对于柔性更加重要而电缆应力不是关注焦点的应用而言，其它用户可优选较为柔软的脊部。例如，当将探头连接至更加坚固的DUT接口时。因此，在一些实施例中脊部210可较为柔软或较为刚性，以便为用户提供所期望的电缆触觉。

可在探头尖端连接器105使用锚固件212来固定脊部210并防止其相对于探头尖端连接器105运动。在一个实施例中，锚固件可以为在脊部210中的U形的弯曲件，其环绕探头尖端连接器105的一部分。在其它实施例中，锚固件可包括脊部的L形部分，其由探头尖端连接器105中的孔或槽容纳。还可使用现有技术中已知的以将脊部210固定至探头尖端连接器105的任意其它合适的锚固件机构。

如图3所示，电缆组件100可包封在柔性壳体300中。壳体300相对于信号电缆205固定脊部210。对于脊部210可导电的实施例，壳体300还可用作绝缘体。在一个实施例中，壳体300可以为热缩管，然而还可使用任意其它的合适材料或固定系统。例如，在一些实施例中，壳体300可包括条带、装配管、一个或多个绑带、夹具等。在一些实施例中，可在脊部210中添加一个或多个额外的锚固件或弯曲件以防止信号电缆205相对于脊部210运动。

图4示出了覆盖壳体300和电缆组件100的柔性罩400的一个实施例。罩400的部分被切掉以便允许罩弯曲，同时防止罩过于弯曲。这保护了信号电缆205免遭由于其过度弯曲而发生的损坏。罩400的直径朝向探头尖端连接器105减小，这允许电缆组件100在探头尖端连接器105处具有最大的运动范围。

在图2中，脊部210描述为朝向电缆组件100的中心向下延伸的单根线。然而，在其它实施例中，脊部210可包括任意合适的形状，如扁平的、凹的、或更加复杂的形状。脊部210还可位于罩400的内部。由脊部210的U形或L形部构成的锚固件可被罩容纳。例如，脊部210可插入罩400内部的孔或通道中。在其它实施例中，脊部210可直接模制在罩400中。这些实施例可消除对壳体300的需求，这会降低成本并且使电缆组件100更加柔性。这些实施例还可允许脊部210和罩400被添加至现有的探头电缆中，以最小成本改善那些电缆。

尽管图1-4示出使用两根信号电缆205的实施例，但脊部210还可与任意数量的信号电缆一起使用。例如，脊部210可与具有单根信号电缆205的电缆组件一起使用。在一些实施例中，脊部210还可包括多个脊部。例如，当具有多根信号电缆时，期望使用两个或更多个脊部来抵消信号电缆对弯曲或扭转的抵抗。

尽管为了说明的目的已经描述了本发明的特定实施例，但是在不脱离本发明精神和范围的情况下做出多种变型对于所属领域技术人员来说是清楚的。因此，本发明不应受到附加权利要求以外的限制。

Claims (9)

1.一种用于电气测试探头的电缆组件，包括：

一根或多根信号电缆（205）；

邻近所述一根或多根信号电缆的柔性脊部（210）；

将所述柔性脊部连接至探头尖端连接器（105）的锚固件（212）；以及

柔性罩（400），所述柔性罩（400）环绕所述一根或多根信号电缆和所述柔性脊部，

其中，所述锚固件是第一锚固件并且所述柔性脊部包括限制所述一根或多根信号电缆相对于所述柔性脊部运动的一个或多个第二锚固件。

2.根据权利要求1所述的电缆组件，其中，所述锚固件由被所述探头尖端连接器容纳的柔性脊部的U形部分构成。

3.根据权利要求1所述的电缆组件，其中，所述锚固件由被所述探头尖端连接器容纳的柔性脊部的L形部分构成。

4.根据权利要求1所述的电缆组件，其中，所述电缆组件的第一端连接至所述探头尖端连接器，且所述电缆组件的第二端连接至仪器电缆（110）。

5.根据权利要求1所述的电缆组件，其中，所述柔性罩的外直径在所述探头尖端连接器处最小，并且直径在远离所述探头尖端连接器的方向上增大。

6.根据权利要求1所述的电缆组件，其中，所述锚固件由被所述柔性罩容纳的所述柔性脊部的U形部分构成。

7.根据权利要求1所述的电缆组件，其中，所述锚固件由被所述柔性罩容纳的所述柔性脊部的L形部分构成。

8.根据权利要求1所述的电缆组件，其中，所述柔性脊部（210）直接模制在所述柔性罩（400）中。

9.一种组装用于电气测试探头的电缆组件的方法，包括：

将柔性脊部邻近一根或多根信号电缆布置；

将柔性脊部固定至所述一根或多根信号电缆；

用锚固件（212）将所述柔性脊部连接至探头尖端连接器（105）；以及

提供柔性罩（400），所述柔性罩（400）环绕所述一根或多根信号电缆和所述柔性脊部，

其中，所述锚固件是第一锚固件并且所述柔性脊部包括限制所述一根或多根信号电缆相对于所述柔性脊部运动的一个或多个第二锚固件。

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