CN113625032A - 一种探头测量系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种探头测量系统和方法，该系统包括：探头系统和示波器，所述探头系统包括：探头前端和放大器单元；其中，所述探头前端与所述放大器单元连接，用于探测被测器件得到测量数据；所述放大器单元的输出端口与所述示波器连接，用于将所述测量数据进行放大并发送给所述示波器；所述示波器用于根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。

Description

一种探头测量系统和方法
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种探头测量系统和方法。
背景技术
将探头功能与示波器相结合作为测量系统的一部分操作。精密测量始于探头前端，与示波器和被测量器件(device under test，DUT)紧密配合的探头不仅可以把信号干净地带入示波器，还可以放大和保持信号，实现最高的信号完整性和测量精度。在使用高带宽示波器和有源探头进行测量时，可以选择单端探头，也可以选择差分探头。一般是用单端探头测量单端信号(对地电压)，用差分探头测量差分信号(正电压－负电压)。虽然也可以使用差分探头测量差分信号和单端信号，但是与单端探头相比，差分探头通常价格更高和更难以使用，而且带宽更小。
由于探头和示波器的各自产品一致性，探头和示波器均有各自细微不同的频响曲线，而无法做到完全一致，同一示波器匹配多个探头以及同一探头匹配多个示波器，就会测试同一信号出现幅度和相位的差异。另外，基于同一套探头中的探头放大器与多种探头前端组合，不同的探头前端拥有不同的带宽以及频响曲线特性。就造成例如手持点测式差分探头前端和焊接式差分探头前端测试同一差分信号，就会在某频点上有一定的幅度和相位差异。还由于单端探头前端和差分探头前端的带宽和频响曲线特性不同，在使用差分探头前端和单端探头前端测试单端信号时会出现幅度和相位差异。另外就是多套探头系统中，不同探头放大器与其他套探头前端之间的组合匹配会有不同的频响特性，也会导致信号测试时的差异。
可见，现有的测量系统在面对不同的探头系统和不同的探头前端时，得到测量结果不够准确。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种探头测量系统和方法，以解决测量系统在面对不同的探头系统和不同的探头前端时，得到测量结果不够准确的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种探头测量系统，包括：探头系统和示波器，所述探头系统包括：探头前端和放大器单元；
其中，所述探头前端与所述放大器单元连接，用于探测被测器件采集测量数据；
所述放大器单元的输出端口与所述示波器连接，用于将所述测量数据进行放大并发送给所述示波器；
所述示波器用于根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准；所述校准参数包括：与所述探头前端对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息。
第二方面，本发明实施例提供了一种探头测量方法，应用于如上所述的探头测量系统，其特征在于，所述方法包括：
所述探头系统通过所述探头前端探测被测器件采集测量数据，并通过所述探头系统的放大器单元放大后发送给所述示波器；
所述示波器根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准；所述校准参数包括：与所述探头前端对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过探头系统和示波器，所述探头系统包括：探头前端和放大器单元；其中，所述探头前端与所述放大器单元连接，用于探测被测器件得到测量数据；所述放大器单元的输出端口与所述示波器连接，用于将所述测量数据进行放大并发送给所述示波器；所述示波器用于根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的探头测量系统的一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的探头系统的一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的探头测量系统的另一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的探头测量方法的一种流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种探头测量系统和方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种探头测量系统。该探头测量系统具体可以包括探头系统10和示波器20，所述探头系统10包括：可替换的探头前端110和放大器单元120；
其中，所述探头前端110与所述放大器单元120连接，用于探测被测器件采集测量数据；
所述放大器单元120的输出端口与所述示波器20连接，用于将所述测量数据进行放大并发送给所述示波器20；
所述示波器20用于根据从探头系统10获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准；所述校准参数包括：与所述探头前端110对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统20的类型信息。
如图2所示，每套探头系统10包括多个相互替换的探头前端110。例如，可以为手持点测差分探头前端、手持点测单端探头前端、焊接差分探头前端和焊接单端探头前端等。在测量开始前，用户可根据实际的需要从配套的多个探头前端中选择一个接入到放大器单元120。并在将探头系统10插入到示波器20上电以后，探头系统10将包含与该探头前端110对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统10的类型信息发送给示波器。
在测量过程中，使用该探头前端110对被测器件进行测量，以得到测量数据并通过放大器单元120放大后发送给所述示波器20。
所述示波器20根据获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准，校正频响性能，对频响曲线凸起或凹陷部分进行补偿。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过探头系统和示波器，所述探头系统包括：探头前端和放大器单元；其中，所述探头前端与所述放大器单元连接，用于探测被测器件得到测量数据；所述放大器单元的输出端口与所述示波器连接，用于将所述测量数据进行放大并发送给所述示波器；所述示波器用于根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。
基于上述实施例，进一步地，所述示波器20获取校准参数的方式可以多种多样，可以预先配置包含各个探头系统10不同探头前端110对应的校准参数的校准参数表，然后根据接入的探头系统10的类型信息和探头前端110的型号数据从校准参数表中查找对应的校准参数；也可以从第三方设备或服务器获取；或者直接由探头系统10在接入到示波器20时发送给所述示波器20。本申请实施例仅给出了其中的一种实施方式，如图3所示，所述放大器单元120包括：探头放大器121和探头控制模块122，所述探头控制模块122包括第一存储器123，所述第一存储器123用于保存以下至少一项：
所述输出端口的回波损耗；
所述探头系统的类型信息。
进一步地，所述探头前端110包括第二存储器111，所述第二存储器111用于至少保存与所述探头前端110对应的频响特性数据。
在探头系统10接入示波器20上电以后，探头前端111的第二微处理器112将存储在第二存储器111中保存的与所述探头前端110对应的频响特性数据等信息发送给所述探头控制模块122的第一微处理器124，所述第二微处理器112与第一微处理器124可采用单线通信方式进行传输。
第一微处理124则将接收到的频响特性数据和第一存储器123中保存的输出端口的回波损耗、所述探头系统的类型信息发送给所述示波器20，以使所述示波器20根据所述频响特性数据、回波损耗和类型信息对接收到测量数据进行校准。
由于每个探头前端111在产生制造过程中的细微差别可能导致得到的频响特性数据存在细微的偏差，因此，在每个探头前端111存储各自的频响特性数据将更利用实际的操作。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过放大器单元的第一存储器用于保存所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息；探头前端的第二存储器保存与所述探头前端对应的频响特性数据；在接入到示波器时发送给所述示波器用于接收到的测量数据进行校准。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。
基于上述实施例，进一步地，在探头放大器121对测量数据进行放大时，由于不同的探头前端110采集到的测量数据存在差异，例如，数据类型、采样类型、数值范围等。为此，需要根据不同的探头前端110采用对探头放大器121进行对应的配置。本申请实施例给出了其中的一种实施方式，所述第二存储器111还用于保存与所述探头前端110对应的放大器控制数据。在探头系统10接入示波器20上电以后，探头前端111的第二微处理器112将存储在第二存储器111中保存的与所述探头前端110对应的频响特性数据、放大器控制数据、以及探头前端110的型号数据等均发送给所述探头控制模块122的第一微处理器124。
所述探头控制模块122还用于根据从所述探头前端获取到的放大器控制数据控制所述探头放大器，具体由所述探头控制模块124根据放大器控制数据控制所述探头放大器121，以使所述探头放大器121对测量数据的放大更加精确。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过在探头前端的第二存储器保存与所述探头前端对应的放大器控制数据，使所述探头控制模块根据放大器控制数据控制所述探头放大器。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。
对应上述实施例提供的探头测量系统，基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种探头测量方法，图4为本发明实施例提供的探头测量方法的一种流程示意图，该探头测量方法，由图1或图3描述的探头测量系统执行。该方法的具体包括以下步骤。
步骤S401、所述探头系统通过所述探头前端探测被测器件采集测量数据，并通过所述探头系统的放大器单元放大后发送给所述示波器；
步骤S402、所述示波器根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准；所述校准参数包括：与所述探头前端对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息。
进一步地，每套探头系统包括多个相互替换的探头前端。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过所述探头系统通过所述探头前端探测被测器件采集测量数据，并通过所述探头系统的放大器单元放大后发送给所述示波器；所述示波器根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准；所述校准参数包括：与所述探头前端对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。。
基于上述实施例，进一步地，所述放大器单元包括：探头放大器和探头控制模块，所述探头控制模块包括第一存储器，所述第一存储器用于保存以下至少一项：
所述输出端口的回波损耗；
所述探头系统的类型信息；
所述放大器控制模块用于将所述校准参数发送给所述示波器。
进一步地，所述探头前端包括第二存储器，所述第二存储器用于至少保存与所述探头前端对应的频响特性数据；
所述方法还包括：
所述探头前端将所述频响特性数据发送给所述放大器控制模块。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过放大器单元的第一存储器用于保存所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息；探头前端的第二存储器保存与所述探头前端对应的频响特性数据；在接入到示波器时发送给所述示波器用于接收到的测量数据进行校准。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。
基于上述实施例，进一步地，所述第二存储器还用于保存与所述探头前端对应的放大器控制数据；
所述方法还包括：
所述探头前端将所述放大器控制数据发送给所述放大器控制模块；
所述探头控制模块根据所述放大器控制数据控制所述探头放大器。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过在探头前端的第二存储器保存与所述探头前端对应的放大器控制数据，使所述探头控制模块根据放大器控制数据控制所述探头放大器。通过本发明实施例，实现了示波器在面对不同的探头系统和探头前端时能够得到更加准确的测量数据。
本发明实施例提供的探头测量方法可应用于上述探头测量系统对应的方法施例中的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例提供的探头测量方法与本发明实施例提供的探头测量系统基于同一发明构思，因此该实施例的具体实施可以参见前述探头测量系统的实施例，重复之处不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，电子设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种探头测量系统，其特征在于，包括：探头系统和示波器，所述探头系统包括：探头前端和放大器单元；
其中，所述探头前端与所述放大器单元连接，用于探测被测器件采集测量数据；
所述放大器单元的输出端口与所述示波器连接，用于将所述测量数据进行放大并发送给所述示波器；
所述示波器用于根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准；所述校准参数包括：与所述探头前端对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息。
2.根据权利要求1所述的探头测量系统，其特征在于，所述放大器单元包括：探头放大器和探头控制模块，所述探头控制模块包括第一存储器，所述第一存储器用于保存以下至少一项：
所述输出端口的回波损耗；
所述探头系统的类型信息。
3.根据权利要求1或2所述的探头测量系统，其特征在于，所述探头前端包括第二存储器，所述第二存储器用于至少保存与所述探头前端对应的频响特性数据。
4.根据权利要求3所述的探头测量系统，其特征在于，所述第二存储器还用于保存与所述探头前端对应的放大器控制数据；
所述探头控制模块还用于根据从所述探头前端获取到的放大器控制数据控制所述探头放大器。
5.根据权利要求4所述的探头测量系统，其特征在于，每套探头系统包括多个相互替换的探头前端。
6.一种探头测量方法，应用于如权利要求1-5任一所述的探头测量系统，其特征在于，所述方法包括：
所述探头系统通过所述探头前端探测被测器件采集测量数据，并通过所述探头系统的放大器单元放大后发送给所述示波器；
所述示波器根据从探头系统获取到的校准参数对接收到的测量数据进行校准；所述校准参数包括：与所述探头前端对应的频响特性数据、所述输出端口的回波损耗和所述探头系统的类型信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述放大器单元包括：探头放大器和探头控制模块，所述探头控制模块包括第一存储器，所述第一存储器用于保存以下至少一项：
所述输出端口的回波损耗；
所述探头系统的类型信息；
所述放大器控制模块用于将所述校准参数发送给所述示波器。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述探头前端包括第二存储器，所述第二存储器用于至少保存与所述探头前端对应的频响特性数据；
所述方法还包括：
所述探头前端将所述频响特性数据发送给所述放大器控制模块。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二存储器还用于保存与所述探头前端对应的放大器控制数据；
所述方法还包括：
所述探头前端将所述放大器控制数据发送给所述放大器控制模块；
所述探头控制模块根据所述放大器控制数据控制所述探头放大器。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每套探头系统包括多个相互替换的探头前端。
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