CN204740272U

CN204740272U - 一种无源探头

Info

Publication number: CN204740272U
Application number: CN201520372177.4U
Authority: CN
Inventors: 许军亮
Original assignee: Raisecom Technology Co Ltd
Current assignee: Raisecom Technology Co Ltd
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2025-06-02

Abstract

本实用新型公开了一种无源探头，包括：同轴电缆，所述同轴电缆包括含铜金属芯和包围所述含铜金属芯的绝缘层，最外侧的保护护套、位于所述绝缘层和所述保护护套间的屏蔽层、以及设置在所述同轴电缆一端的信号探针，还包括：非自由端与所述屏蔽层形成电气连接、自由端与所述信号探针同向延伸至信号探针的自由端外延长度的接地探针；以及所述信号探针为所述同轴电缆一端去除所述绝缘层的含铜金属芯；所述同轴电缆另一端设置有刺刀螺母连接器。本实用新型提出的无源探头不仅适于小封装形式器件的测量而且能够更少地引入空间噪声干扰。

Description

一种无源探头

技术领域

本实用新型涉及一种测试装置，特别地涉及一种用于示波器的无源探头，属于仪表测试技术领域。

背景技术

示波器和无源探头在电源纹波和噪声测试中广泛使用，其对应的测试方法通常包括以下两种方法：

第一种是靠接法，在被测电源的滤波电容正负两极预先焊接插针，用无源探头的信号探针和接地外壳分别接触焊接在滤波电容正负两极的插针，以此来进行测试。但是这种测试方法对于封装比较小的滤波电容明显难于操作，因为在比较小的滤波电容的正负两极稳固地焊接插针将十分困难，尤其对于0603和0402封装的滤波电容，在其正负两极焊接插针完全无法操作；

第二种是直连法，在无源探头的前端增加一个弹簧针的附件，弹簧针套在探头的接地外壳上，直接用无源探头的信号探针点触被测电源滤波电容的正极，用弹簧针点触滤波电容的负极。但是这种方法也具有如下明显的缺点：测试过程中需要用手按住弹簧针才能保证弹簧针稳固地点触滤波电容的负极，虽然有些仪器厂商的探头附件增加了一个绝缘套管用于固定弹簧针，但是对于被测电容是小封装(如0603和0402)的情况，绝缘套管的固定仍然需要借助手工直接接触到弹簧针才能达到良好的固定效果。然而，由于人体带有静电，手碰触到弹簧针会对测试结果造成一定影响，使测试的纹波噪声峰值变大。

另外，对于以上所述的两种测量方法而言，还存在一个共同的缺点：由于探头的设计是为了便于大部分使用场景的操作，所以使用的探头引线都较长(一般都在1米以上)；同时由于无源探头是为了低带宽设计的(一般不超过500MHz)，所以使用的引线的高频屏蔽性能也不会要求太高。但是电源电路周围一般都会有比较强的空间电磁干扰，这些辐射出来的空间电磁干扰的频率一般都较高(几十MHz至几个GHz)，这样周围电路产生的空间高频干扰就会比较容易耦合到探头中，造成测量的底噪比较大，对测试结果的准确性产生影响，通常地，无源探头的底噪可能达到有十几mV甚至更大。

综上所述，为了改善对电源纹波和噪声测试的测试效果，亟需提供一种新型的无源探头，其对于小封装电容易于操作并且更少地引入空间噪声干扰。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无源探头，适于小封装形式器件的测量。

为此，本实用新型提供一种无源探头，包括：同轴电缆，所述同轴电缆包括含铜金属芯和包围所述含铜金属芯的绝缘层，最外侧的保护护套、位于所述绝缘层和所述保护护套间的屏蔽层、以及设置在所述同轴电缆一端的信号探针，还包括：非自由端与所述屏蔽层形成电气连接、自由端与所述信号探针同向延伸至信号探针的自由端外延长度的接地探针；以及所述信号探针为所述同轴电缆一端去除所述绝缘层的含铜金属芯；所述同轴电缆另一端设置有刺刀螺母连接器。

进一步地，所述接地探针的非自由端长度大于其自由端的外延长度。

进一步地，所述同轴电缆为射频同轴电缆。

进一步地，所述信号探针的自由端外延长度设置在5mm至10mm之间。

进一步地，所述信号探针和/或所述接地探针的自由端的顶端直径在0.3mm至1.8mm之间。

进一步地，所述绝缘层的外径在3mm至8mm之间。

进一步地，所述同轴电缆的外径大于5mm。

进一步地，所述信号探针和/或所述接地探针的自由端的外形为从延伸起点向顶端外缘尺寸渐减的形状。

更进一步地，所述信号探针和/或所述接地探针的自由端的外形为针形、锥形或者楔形。

进一步地，所述接地探针一端通过插入接触与所述屏蔽层形成电气连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例存在如下显著优点：

(1)本实用新型实施例所提出的一种无源探头，通过对同轴导线的改进来实现，制造方法简单，成本低；

(2)本实用新型实施例所提出的一种无源探头利用设置在同轴电缆一端的两个自由端作为信号测试端，对于两者之间的可测距离具有可调节性，对于可测量器件的封装形式要求降低，可适用于小尺寸封装器件；

(3)本实用新型实施例所提出的一种无源探头可选用射频同轴电缆，有效增强对高频空间干扰的屏蔽性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的无源探头的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提出一种无源探头，其不仅在与示波器一起用于测量过程中对于小封装器件容易于操作并且更少地引入空间噪声干扰。为使本实用新型更加易于理解，以下将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地介绍，但不作为对本实用新型的限定。

参见图1所述，为一种无源探头的结构示意图。从该图1中可以看出，本实用新型实施例所提出的无源探头包括：同轴电缆100，所述同轴电缆100包括作为内导体的含铜金属芯11、包围所述含铜金属芯11的绝缘层12、最外侧的保护护套15以及位于绝缘层12和保护护套15之间的屏蔽层14，该同轴电缆100的一端设置有信号探针13，该信号探针13可以为所述同轴电缆100一端去除所述保护护套15、所述屏蔽层14和所述绝缘层12的含铜金属芯，作为被探测信号的引入端。所述无源探头还包括：一端与所述屏蔽层14形成电气良好连接，另一端与所述信号探针13同向延伸至信号探针13的自由端外延长度的接地探针16，连接作为被探测信号的接地端。同轴电缆100的另一端设置有刺刀螺母连接器BNC接口200(典型地可设为公头直型)，用于与示波器信号输入端口的连接。

利用上述的无源探头与示波器连接进行测试时，首先通过位于同轴电缆100一端的BNC接口200与示波器对应的输入端口相连接，然后将同轴电缆100的另一端上所设有的信号探针13和接地探针16分别与电源的滤波电容正负两极接触，其中，信号探针13与滤波电容正电极接触，接地探针16与滤波电容负电极接触，此时由于同轴电缆100一端的BNC接口200已经连接到示波器的输入通道，此时信号探针13实际上也是同轴电缆100的含铜金属芯11，其可以将采集到的信号直接传递到示波器的输入通道，而接地探针16由于设置在绝缘层12和外层护套15之间、与屏蔽层14电气连接，而屏蔽层14是外导体，其直接与BNC头200的外壳地相连，所以在绝缘层12和外层护套15之间插入的接地探针16必然会与BNC外壳地直接连接，并连接到示波器输入端口的接地端，其当然可以作为该无源探头的接地端。由此可以直接利用信号探针13和接地探针16来完成相关信号到示波器输入通道的传递。在利用上述无源探头与示波器连接后进行测量时，由于信号探针13和接地探针16都是一端相对固定，另一端为自由端状态，所以其本质上对于两者之间的可测距离具有可调节性，对于可测量器件的封装形式要求降低，可适用于小尺寸封装器件。

优选地，为了进一步地在无源探头中降低对高频空间干扰的屏蔽性能，同轴电缆可以选用射频同轴电缆，进一步地为了增加探头的柔韧性和灵活性，同轴电缆也可以选用柔性的射频同轴电缆。

优选地，为了保证所述接地探针16的自由端与被测器件的良好接触，所述接地探针16的自由端可以为例如针形、楔形或者锥形等外形为从延伸起点向顶端外缘尺寸渐减的形状。同样地，为了保证所述信号探针13与被测器件的良好接触，所述13的自由端也可以为例如针形、楔形或者锥形等外形为从延伸起点向顶端外缘尺寸渐减的形状。

优选地，为了保证所述接地探针16的非自由端与所述屏蔽层14电气接触的良好性和固定牢靠性，所述接地探针16插入所述同轴电缆100中的非自由端可以为长方形片状、圆弧形片状或者其它在一定范围内接触面积较大的形状。

优选地，为了保证所述接地探针16和信号探针13之间的间距具有一定的可调节性，以适应不同封装大小器件的探测，同时也能兼顾接地探针16和信号探针13在使用操作时的能够承受一定的压力，所述接地探针16和信号探针13的自由端的长度可设置在5mm至10mm之间。更进一步地，为了保证接地探针16在使用操作时的稳固程度，接地探针16的非自由端插入所述同轴电缆100中的长度要至少大于其自由端的外延长度。

此外，特别说明一点，上述的信号探针13直接由同轴电缆100的含铜金属芯得到是一种较佳的探头设置方式，与利用其它方式制成探头相比，不仅在方便制造的同时减少了制造成本，而且探头和同轴电缆的完全一体化设计可以有效地减少两种物件连接为一体时的各种干扰与不可靠因素。当然，在某些应用场合，该探针也可以由合适材质的外部针状物通过焊接等方式与同轴线缆的含铜金属芯进行固定连接来实现。另外，上述的接地探针16非自由端的插入式固定方式也是一种最简易和实用的设置方式，在某些应用场合，该接地探针16也可以用压接、卡接等其它的工艺方式进行固定，也可以借助螺钉、铆钉等其它的紧固件进行固定。

另外，在本实用新型实施例中所述的信号探针13和接地探针16的材质可以根据实际需要选择铜、镀金铜、镀银铜、镀锡铜、铜合金等低阻抗材料，由此可以得到更小的信号衰减度和更好的信号保真度。较优地，所述的信号探针13和接地探针16的尖端直径可以选择在0.3mm至1.8mm之间；由此可以得到更好的牢固度和耐用度。

所述同轴电缆优选地外径大于5mm，借此便于操作；其中所述绝缘层可以为实心或空心介质，进一步地，所述介质材料可以根据实际需要选择聚乙烯、聚氟乙烯、聚氟乙丙烯或者氟塑料等材料，其外径选择在3mm至8mm之间，由此可以保证绝缘作用的同时，兼顾到电缆的传输性能。

综上，本实用新型的实施例具有如下显著优点：

(1)本实用新型实施例所提出的一种无源探头，通过对同轴电缆的改进来实现，制造方法简单，成本低；

(2)本实用新型实施例所提出的一种无源探头利用设置在同轴电缆一端的两个自由端作为信号探针和接地探针，两者之间的可测量距离具有可调节性，对于被测量器件的封装大小要求降低，更适用于小尺寸封装器件的探测。

(3)本实用新型实施例所提出的一种无源探头可选用射频同轴电缆，能有效增强对空间干扰的屏蔽性能。

应当理解的是，对本实用新型技术所在领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其构思进行相应的等同改变或者替换，而所有这些改变或者替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种无源探头，包括：同轴电缆，所述同轴电缆包括含铜金属芯和包围所述含铜金属芯的绝缘层，最外侧的保护护套、位于所述绝缘层和所述保护护套间的屏蔽层、以及设置在所述同轴电缆一端的信号探针，其特征在于，

所述无源探头还包括：非自由端与所述屏蔽层形成电气连接、自由端与所述信号探针同向延伸至信号探针的自由端外延长度的接地探针；以及

所述信号探针为所述同轴电缆一端去除所述绝缘层的含铜金属芯；

所述同轴电缆另一端设置有刺刀螺母连接器。

2.如权利要求1所述的无源探头，其特征在于，所述接地探针的非自由端长度大于其自由端的外延长度。

3.如权利要求1所述的无源探头，其特征在于，所述同轴电缆为射频同轴电缆。

4.如权利要求1所述的无源探头，其特征在于，所述信号探针的自由端外延长度设置在5mm至10mm之间。

5.如权利要求1所述的无源探头，其特征在于，所述信号探针和/或所述接地探针的自由端的顶端直径在0.3mm至1.8mm之间。

6.如权利要求1所述的无源探头，其特征在于，所述绝缘层的外径在3mm至8mm之间。

7.如权利要求1或者2所述的无源探头，其特征在于，所述同轴电缆的外径大于5mm。

8.如权利要求1所述的无源探头，其特征在于，所述信号探针和/或所述接地探针的自由端的外形为从延伸起点向顶端外缘尺寸渐减的形状。

9.如权利要求8所述的无源探头，其特征在于，所述信号探针和/或所述接地探针的自由端的外形为针形、锥形或者楔形。

10.如权利要求1所述的无源探头，其特征在于，所述接地探针一端通过插入接触与所述屏蔽层形成电气连接。