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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Signalsonden und insbesondere
eine Mehrkanal-Signalsonde und einen Mehrkanal-Sondenkopf mit niedriger
Eingangskapazität,
die bei Messtestinstrumenten wie z.B. Logikanalysatoren und dergleichen
verwendbar sind.
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Logikanalysatoren
wurden lange verwendet, um mehrere Signale von einer getesteten
Vorrichtung zu erfassen, um die Taktung zu analysieren und zu überprüfen, Störimpulse
zu erfassen und dergleichen. Mehrkanal-Signalsonden koppeln Signale
mit der getesteten Vorrichtung vom Instrument und von der getesteten
Vorrichtung mit dem instrument. Verschiedene Arten von Verbindungselementen
sind an der getesteten Vorrichtung, wie z.B. einer Mikroprozessor-Hauptplatine,
zum Verbinden der Signalsonden mit der getesteten Vorrichtung vorgesehen.
Reihen von quadratischen Stiftverbindungselementen wurden traditionell
als Schnittstellenkontakte zwischen der getesteten Vorrichtung und
den Sonden verwendet.
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Die
erhöhte
Geschwindigkeit einer digitalen Schaltungsanordnung erfordert die
Verwendung von Verbindungselementen mit Übertragungsleitungen mit hoher
Geschwindigkeit und gesteuerter Impedanz. Ein solches Verbindungselement
wird Mictor-Verbindungselement genannt, das von Tyco Electronics,
Corp., Harrisburg, PA, hergestellt wird. Ein Mictor-Verbindungselement
ist ein Hochgeschwindigkeits-Verbindungselement
mit gesteuerter Impedanz mit einem Stecker und einer eng passenden Steckbuchse.
Jeder Stecker- und Steckbuchsenteil ist für einen Mittellinienabstand
von entweder 0,025 Inch oder 0,050 Inch von Übertragungsleitungen ausgelegt
und enthält
38 bis 266 Leitungen. Die Übertragungsleitungen
sind in parallelen Reihen auf beiden Seiten des zentralen Leistungsmasseverbindungselements
ausgerichtet. Das zentrale Masseverbindungselement im Stecker ist
eine gerippte planare Struktur, die mit vertikal angeordneten Massezuleitungen
in der Steckbuchse in Eingriff kommt. Die Übertragungsleitungen im Stecker
und in der Steckbuchse sind in zusammenpassenden Gehäusen enthalten.
Mictor-Verbindungselemente weisen sowohl vertikal als auch horizontal
montierte Stecker und Steckbuchsen auf. Die Enden der Übertragungsleitungen,
die sich von der Unterseite des vertikal montierten Steckers oder
der vertikal montierten Steckbuchse erstrecken, sind in einem Winkel
gebogen, um Kontaktstellen zum Löten
an Kontaktstellen auf der Oberfläche
einer Leiterplatte oder dergleichen zu bilden. Die Enden der Übertragungsleitungen
des horizontal montierten Steckers oder der horizontal montierten
Steckbuchse erstrecken sich zum Löten an Kontaktstellen, die
an entgegengesetzten Oberflächen
der Leiterplatte oder dergleichen an der Kante der Platte ausgebildet
sind, von der Unterseite des Steckers oder der Steckbuchse direkt
nach außen. Die
Enden der Übertragungsleitungen
am anderen Ende des Gehäuses
des Steckers oder der Steckbuchse bilden elektrische Kontakte, die
miteinander in Eingriff stehen, wenn der Stecker und die Steckbuchse,
die eng zusammenpassen, miteinander verbunden sind. In Logikanalysator-Prüfanwendungen wird
am häufigsten
ein Mictor-Verbindungselement mit
38 Stiften verwendet. Bis zu 38 Leiterplattenbahnen der getesteten
Vorrichtung sind in einem Muster verlegt, die in einem Muster enden,
das dem Muster der Stifte an den Mictor-Verbindungselementen entspricht.
Die Mictor-Steckbuchse wird an leitende Kontaktstellen gelötet, die
die Bahnen beenden. In den meisten Prüfanwendungen von Mikroprozessorplatinen
werden mehrere Mictor-Verbindungselemente an der Leiterplatte montiert.
Der Mehrkanal-Logikanalysator-Sondenkopf
weist den Mictor-Gegenstecker auf. Die Übertragungsleitungen des Mictor-Steckers
sind mit zentralen Leitern eines Bandkabels des Mehrfachkoaxialkabeltyps
elektrisch gekoppelt. Elektrische Elemente wie z.B. Widerstände können im
Sondenkopf enthalten sein, um eine elektrische Isolation für die getestete
Vorrichtung bereitzustellen.
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Die
P6434-Sonde mit 34 Kanälen
und hoher Dichte, die von Tektronix, Inc., Beaverton, Oregon, hergestellt
und vertrieben wird, zur Verwendung bei der TLA-Familie von Logikanalysatoren ist ein
Beispiel einer Logikanalysatorsonde unter Verwendung von Mictor-Verbindungselementen.
Der P6434-Sondenkopf verwendet ein an der Kante montiertes Mictor-Verbindungselement,
das an Kontaktstellen auf entgegengesetzten Seiten einer Leiterplatte
gelötet ist.
Die Leiterplatte weist eine zusätzliche
Reihe von Verbindungskontaktstellen auf, die auf jeder entgegengesetzten
Seite der Leiterplatte ausgebildet sind und die über Leiterbahnen mit den gelöteten Kontaktstellen
des Mictor-Verbindungselements elektrisch verbunden sind. Das Mictor-Verbindungselement und
die Leiterplatte sind in einen Halter eingesetzt, der auch zwei
Sondenkabel aufnimmt. Die Sondenkabel sind Kabel vom Bandtyp mit
mehreren Zuleitungsdrähten.
Die Zuleitungsdrähte
jedes Sondenkabels sind an Kontaktstellen einer Leiterplatte gelötet. Die
Kontaktstellen sind über
Leiterbahnen mit einem weiteren Satz von Kontaktstellen elektrisch
verbunden, die mit den Verbindungskontaktstellen der Mictor-Verbindungselement-Leiterplatte übereinstimmen.
Die Leiterbahnen umfassen vorzugsweise Widerstandselemente. Die
Sondenkabel-Leiterplatten sind an der Mictor-Verbindungselement-Leiterplatte mit
elektrisch leitenden Elastomerkontakten angeordnet, die die Kontaktstellen
an der Sondenkabel-Leiterplatte
mit den Verbindungskontaktstellen der Mictor-Verbindungselement-Leiterplatte elektrisch
verbinden. Die Leiterplatten und das Mictor-Verbindungselement sind an der Stelle
in einem Gehäuse
befestigt, das aus gegenüberliegenden Halbschalen
besteht, die zusammengeschraubt sind.
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Es
bestehen Nachteile für
die Verwendung von Mictor-Verbindungselementen und Verbindungselementen
eines ähnlichen
Typs, wie z.B. Samtec-Verbindungselementen,
für Prüfanwendungen
mit hoher Geschwindigkeit. Die Übertragungsleitungen
des Mictor-Verbindungselements fügen
eine kapazitive Belastung zur getesteten Vorrichtung hinzu, die
sich auf die Wiedergabetreue des erfassten Signals auswirkt. Die
Eingangskapazität
der Mictor-Verbindungselement/Sondenkopf-Kombination kann
im Bereich von 2 bis 2,5 Pikofarad liegen. Die Mictor-Verbindungselemente
werden dauerhaft an der Leiterplatte montiert, was die Kosten der
Platte erhöht,
insbesondere wenn mehrere Mictor-Verbindungselemente verwendet werden.
Außerdem
wird die Komplexität
der Platinenanordnung der getesteten Vorrichtung aufgrund des Bedarfs,
Leiterbahnen zu jedem Mictor-Verbindungselement zu verlegen, erhöht, was
zum Opfern von Platinenplatz führen kann,
der ansonsten für
die Bauteilanordnung verwendet werden kann.
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Was
erforderlich ist, ist ein Mehrkanal-Signalsondenkopf mit niedriger
Eingangskapazität
für getestete
Vorrichtungen, der die mit vorherigen Arten von Sondeknöpfen unter
Verwendung von existierenden Verbindungselementen mit hoher Dichte
verbundene kapazitive Belastung verringert. Außerdem sollte der Mehrkanal-Sondenkopf
mit niedriger Eingangskapazität
den Bedarf für
dauerhaft montierte Verbindungselemente an Leiterplatten der getesteten Vorrichtung
beseitigen. Ferner sollte der Mehrkanal-Sondenkopf mit niedriger
Eingangskapazität
Flexibilität
in der Platinenanordnung der getesteten Vorrichtung vorsehen. Es
besteht auch ein Bedarf für
Adapter, die existierende Verbindungselemente mit dem neuen Mehrkanal-Signalsondenkopf
mit niedriger Eingangskapazität
und existierende Mehrkanal-Sondeköpfe mit den neuen Verbindungselementen
an der getesteten Vorrichtung verbinden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Folglich
ist die vorliegende Erfindung für
einen Mehrkanal-Signalsondenkopf mit niedriger Eingangskapazität, der zum
Erfassen von mehreren Signalen von einer getesteten Vorrichtung
verwendbar ist. Der Signalsondenkopf weist zumindest ein erstes Substrat
mit einer Vielzahl von Eingangssignal-Kontaktstellen auf, die an
einem Ende des Substrats ausgebildet sind und freiliegen. Das Substrat
ist in einem Gehäuse
mit zumindest einem ersten offenen Ende und einem Substratträgerelement
angeordnet, das das Substrat derart aufnimmt, dass die Eingangssignal-Kontaktstellen
an der Öffnung
des Gehäuses
freiliegen. Ein abnehmbarer Signalkontakthalter ist am Gehäuse montiert
und trägt
elektrisch leitende Elastomersignalkontakte. Der Halter ist über dem
offenen Ende des Gehäuses
derart angeordnet, dass die Elastomersignalkontakte mit den Eingangssignal-Kontaktstellen
in Eingriff stehen. Der Mehrkanal-Signalsondenkopf mit niedriger Eingangskapazität ist vorzugsweise
mit einem zweiten Substrat mit einer Vielzahl von Eingangssignal-Kontaktstellen konfiguriert,
die an einem Ende des Substrats ausgebildet sind und freiliegen.
Das Substratträgerelement nimmt
das zweite Substrat derart auf, dass das Trägerelement zwischen dem ersten
und dem zweiten Substrat angeordnet ist und die Eingangssignal-Kontaktstellen
am zweiten Substrat am offenen Ende des Gehäuses freiliegen.
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Das
Gehäuse
weist vorzugsweise entgegengesetzte Seitenwände auf, die durch entgegengesetzte
Vorder- und Rückwände getrennt
sind, wobei jede Seitenwand eine Verriegelungsaussparung aufweist,
die darin benachbart zum offenen Ende des Gehäuses ausgebildet ist. Das Gehäuse weist
Bohrungen auf, die auf beiden Seiten des Substrats ausgebildet sind
und die zum offenen Ende des Gehäuses
senkrecht sind. Das Gehäuse
ist vorzugsweise mit einem Substratträger und einer Substratträgerabdeckung
konfiguriert. Der Substratträger
bildet das Substratträgerelement,
das das Substrat aufnimmt, wobei die Eingangssignal-Kontaktstellen am
Substrat an einem Ende des Trägers
freiliegen. Die Substratträgerabdeckung
weist Außenwände auf,
die eine innere Kammer bilden, die den Substratträger und das
Substrat aufnimmt, wobei die Außenwände die entgegengesetzten
Seitenwände
und Vorder- und Rückwände des
Gehäuses
bilden. Der Substratträger
weist entgegengesetzte Seitenteile und Schienen auf, wobei die Seitenteile
und mindestens eine Schiene Aussparungen aufweisen, die an einer
Oberfläche davon
ausgebildet sind, um das Substrat aufzunehmen, wobei das Ende des
Substrats die Signalkontaktstellen aufweist, die sich zum Ende der
Schiene mit der Aussparung erstrecken. Die Seitenteile des Trägers umfassen
die Gehäusebohrungen.
Der Träger
kann dazu ausgelegt sein, ein zweites Substrat mit einer Vielzahl
von Eingangssignal-Kontaktstellen daran aufzunehmen, wobei die Eingangssignal-Kontaktstellen
an einem Ende des Substrats freiliegen. Die Seitenteile und die
eine Schiene weisen an deren Rückseite
ausgebildete Aussparungen zum Aufnehmen des zweiten Substrats auf,
wobei das Ende des Substrats die Signalkontaktstellen aufweist,
die sich zum Ende der Schiene mit der Aussparung erstrecken.
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Der
abnehmbare Signalkontakthalter weist vorzugsweise ein planares Rahmenelement
und Verriegelungselemente, die sich senkrecht von beiden Enden des
Rahmenelements erstrecken, auf. Zumindest ein erster Schlitz ist
im Rahmenelement auf die Eingangssignal-Kontaktstellen am Substrat
ausgerichtet ausgebildet, um die elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte
aufzunehmen. Die Verriegelungselemente weisen nach innen gewandte
Verriegelungsrampen auf, wobei jede Verriegelungsrampe eine Abschlussleiste
aufweist, die mit den Verriegelungsaussparungen in den Gehäuseseitenwänden in Eingriff
kommt. Mindestens eine erste Ausrichtungsrippe ist parallel zum
Schlitz am planaren Rahmen ausgebildet, die mit einer im Gehäuse ausgebildeten entsprechenden
Aussparung in Eingriff kommt. Öffnungen
sind auf beiden Seiten des Schlitzes ausgebildet, die auf die Bohrungen
im Gehäuse
ausgerichtet sind.
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Ein
Sondenkopf-Halteelement ist zum Befestigen des Mehrkanal-Signalsondenkopfs
mit niedriger Eingangskapazität
an einer getesteten Vorrichtung vorgesehen. Die getestete Vorrichtung
ist vorzugsweise eine Leiterplatte mit einer Anordnung von Signalkontaktstellen
an mindestens einer Oberfläche derselben,
die den elektrisch leitenden Elastomersignalkontakten entsprechen.
Durchgangslöcher
sind auf beiden Seiten der Anordnung von Signalkontaktstellen ausgebildet.
Das Halteelement weist eine erste Konfiguration mit Befestigungselementen
in Form von Gewindeschrauben auf, die sich durch die Bohrungen im
Gehäuse
erstrecken und mit Haltemuttern in Schraubeneingriff stehen, die
an der von den Kontaktstellen entgegengesetzten Seite der Leiterplatte montiert
sind und auf die Durchgangslöcher
ausgerichtet sind. Für
diese Konfiguration sind Flansche im abnehmbaren Signalkontakthalter
benachbart zu den Öffnungen
ausgebildet und erstrecken sich in einer zu den Verriegelungselementen
entgegengesetzten Richtung. Die Flansche kommen mit den Durchgangslöchern in
der Leiterplatte in Eingriff, um die Elastomersignalkontakte auf
die Anordnung von Signalkontakten an der Leiterplatte auszurichten.
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Eine
zweite Konfiguration für
das Halteelement weist Befestigungselemente in Form von Gewindeschrauben
auf, die sich durch die Bohrungen im Gehäuse erstrecken und mit Gewindeöffnungen
in Schraubeneingriff stehen, die in einem Halteblock angeordnet
sind, der auf der entgegengesetzten Seite der Leiterplatte von den
Kontaktstellen angeordnet ist, und auf die Durchgangslöcher in
der Leiterplatte ausgerichtet sind. Der Halteblock weist Ausrichtungsflansche
auf, die benachbart zu den Gewindeöffnungen ausgebildet sind und
eine Außenfläche aufweisen,
die eng mit den Durchgangslöchern
in der Leiterplatte in Eingriff steht und sich durch diese erstreckt.
Die Flansche umfassen vorzugsweise Flanschverriegelungselemente,
die sich von den Flanschen nach außen erstrecken, um mit der
oberen Oberfläche
der Leiterplatte in Eingriff zu kommen. Die Ausrichtungsflansche,
die sich über
der Leiterplatte erstrecken, werden eng in zweiten Bohrungen aufgenommen,
die sich vom offenen Ende des Gehäuses und koaxial zu den ersten
Bohrungen in das Gehäuse
erstrecken. Die zweiten Bohrungen weisen einen Durchmesser auf,
der größer ist
als jener der ersten Bohrungen, wobei Kerben im Gehäuse benachbart
zum offenen Ende ausgebildet sind, die die Verriegelungselemente
eng aufnehmen.
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Der
Halteblock ist vorzugsweise mit einem lang gestreckten rechteckigen
Gehäuse
mit Außenwänden konfiguriert,
die eine innere Kammer bilden, die einen Versteifungsblock mit den
darin ausgebildeten Gewindeöffnungen
aufnimmt. Das rechteckige Gehäuse
weist Ausrichtungsflansche auf, die sich von einer der Außenwände benachbart
zu den Gewindeöffnungen
erstrecken, wobei die Außenflächen der
Flansche mit den Durchgangslöchern
in der Leiterplatte eng in Eingriff kommen und sich durch diese erstrecken.
Die Ausrichtungsflansche umfassen auch Flanschverriegelungselemente,
die sich von den Flanschen nach außen erstrecken, um mit der oberen
Oberfläche
der Leiterplatte in Eingriff zu kommen.
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Der
Mehrkanal-Signalsondenkopf mit niedriger Eingangskapazität wird in
einer Mehrkanal-Messsonde mit niedriger Eingangskapazität zum Koppeln einer
getesteten Vorrichtung mit einer Anordnung von Signalkontaktstellen
auf mindestens einer Oberfläche
einer Leiterplatte und Durchgangslöchern, die auf beiden Seiten
der Anordnung von Signalkontaktstellen ausgebildet sind, mit einem
Messinstrument verwendet. Die Messsonde weist einen Messsondenkopf
mit zumindest einem ersten Substrat mit einer Vielzahl von Eingangssignalschaltungen
und daran ausgebildeten zugehörigen
Eingangssignal-Kontaktstellen auf. Die Eingangssignal-Kontaktstellen
liegen an einem Ende des Substrats frei und die Eingangssignalschaltungen
sind zu den Eingangssignal-Kontaktstellen benachbart und mit diesen
elektrisch gekoppelt. Das erste Substrat ist innerhalb eines Gehäuses mit
einem Substratträger
und einer Substratträgerabdeckung
angeordnet, wobei der Substratträger
das Substrat derart aufnimmt, dass die Eingangssignal-Kontaktstellen
am Substrat an einem Ende des Trägers
freiliegen. Die Substratträgerabdeckung
weist entgegengesetzte Seitenwände auf,
die durch entgegengesetzte Vorder- und Rückwände getrennt sind, die eine
Kammer mit offenem Ende bilden, die den Substratträger und
das Substrat derart aufnimmt, dass die Eingangssignal-Kontaktstellen an
einem der offenen Enden der Abdeckung freiliegen. Jede Seitenwand
der Abdeckung besitzt eine Verriegelungsaussparung, die darin benachbart zum
offenen Ende des Gehäuses
ausgebildet ist. Die Mehrkanal-Messsonde
mit niedriger Eingangskapazität
ist vorzugsweise mit einem zweiten Substrat mit einer Vielzahl von
Eingangssignalschaltungen und daran ausgebildeten zugehörigen Eingangssignal-Kontaktstellen
konfiguriert. Der Substratträger nimmt
das zweite Substrat derart auf, dass der Träger zwischen dem ersten und
dem zweiten Substrat angeordnet ist und die Eingangssignal-Kontaktstellen am
zweiten Substrat am Ende des Trägers
freiliegen.
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Der
Sondenkopf wird an der getesteten Vorrichtung durch ein Sondenkopf-Halteelement mit Bohrungen,
die durch den Substratträger
auf beiden Seiten des Substrats ausgebildet sind und die zum offenen
Ende des Gehäuses
senkrecht sind und auf die Durchgangslöcher in der Leiterplatte ausgerichtet sind,
befestigt. Befestigungselemente erstrecken sich durch die Bohrungen
im Substratträger
und stehen mit Gewindeöffnungen
in Gewindeeingriff, die auf der entgegengesetzten Seite der Leiterplatte
von den Kontaktstellen und über
den Durchgangslöchern angebracht
sind.
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Ein
abnehmbarer Signalkontakthalter ist über dem offenen Ende des Gehäuses montiert.
Der Kontakthalter weist ein planares Rahmenelement und Verriegelungselemente
auf, die sich senkrecht von beiden Enden des Rahmenelements erstrecken. Das
Rahmenelement weist mindestens einen ersten Schlitz auf, der auf
die Eingangssignal-Kontaktstellen am Substrat ausgerichtet ist und
elektrisch leitende Elastomersignalkontakte aufnimmt. Die Verriegelungselemente
weisen nach innen gewandte Verriegelungsrampen auf, wobei jede Verriegelungsrampe eine
Abschlussleiste aufweist, die mit den Verriegelungsaussparungen
in den Gehäuseseitenwänden in Eingriff
kommt, um den Signalkontakthalter über dem offenen Ende des Gehäuses zu
montieren, so dass die Elastomersignalkontakte mit den Eingangssignal-Kontaktstellen
in Eingriff stehen. Öffnungen
sind auf beiden Seiten der elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte
ausgebildet, die auf die Bohrungen im Substratträger und die Durchgangslöcher an
der Leiterplatte ausgerichtet sind. Der Sondenkopf wird mit dem
Messinstrument unter Verwendung eines Kabels mit mehreren Signalleitungen
mit Signalleitungen an einem Ende, die mit Ausgängen der Eingangssignalschaltungen
elektrisch gekoppelt sind, und den anderen Enden der Signalleitungen,
die mit einem Eingangsverbindungselement elektrisch gekoppelt sind,
das mit einem Eingangsverbindungselement am Messinstrument elektrisch
gekoppelt ist, gekoppelt.
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Ein
erster Adapter ist vorgesehen, um existierende Mehrkanal-Signalsonden
mit der Signalkontaktstellenkonfiguration zu verbinden, die bei
der Mehrkanal-Signalsonde
mit niedriger Kapazität
der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Existierende Mehrkanal-Signalsonden
sind in einem Verbindungselement mit zusammenpassenden Stecker-
und Steckbuchsenteilen abgeschlossen. Die jeweiligen Stecker- und
Steckbuchsenteile weisen Übertragungsleitungen
mit hoher Geschwindigkeit und gesteuerter Impedanz auf, die innerhalb
jeweiliger Gehäuse
angeordnet sind. Ein Ende der Übertragungsleitungen
bildet Kontaktstellen an einem Ende der jeweiligen Gehäuse und
das andere Ende der Übertragungsleitungen
bildet elektrische Kontakte am anderen Ende der Gehäuse. Die
elektrischen Kontakte kommen beim Eingriff des Steckers und der
Steckbuchse miteinander in Eingriff. Der Adapter umfasst den anderen
des Steckers und der Steckbuchse, die eng zusammenpassen. Die Kontaktstellen
der Übertragungsleitungen
sind an einer ersten Anordnung von Kontaktstellen befestigt, die
auf der oberen Oberfläche
eines Substrats ausgebildet sind. Die untere Oberfläche des
Substrats weist eine zweite Anordnung von daran ausgebildeten Kontaktstellen
auf, die den Signalkontaktstellen an der Leiterplatte der getesteten
Vorrichtung entsprechen. Die Kontaktstellen auf der oberen Oberfläche sind
mit entsprechenden Kontaktstellen auf der unteren Oberfläche elektrisch gekoppelt.
Ein abnehmbarer Signalkontakthalter ist benachbart zur unteren Oberfläche des
Substrats angeordnet und trägt
elektrisch leitende Elastomersignalkontakte, so dass die Elastomersignalkontakte
mit der zweiten Anordnung von Kontaktstellen in Eingriff stehen.
Ein Adapterhalteelement ist auf der entgegengesetzten Seite der
Leiterplatte von den Signalkontaktstellen angeordnet und weist Befestigungselemente
auf, um den Adapter an der Leiterplatte zu befestigen.
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Ein
zweiter Adapter ist vorgesehen, um die Mehrkanal-Signalsonde mit
niedriger Eingangskapazität
mit einem Stecker oder einer Steckbuchse eines Hochgeschwindigkeits-Verbindungselements
mit gesteuerter Impedanz, das an der getesteten Vorrichtung montiert
ist, zu verbinden. Der zweite Adapter weist ein Gehäuse mit
entgegengesetzten Stirnwänden
und Seitenwänden
auf, die einen Hohlraum bilden, der den anderen des Steckers und
der Steckbuchse, die eng zusammenpassen, aufnimmt. Die Kontaktstellen
der Übertragungsleitungen
des Steckers oder der Steckbuchse, die eng zusammenpassen, liegen
an einem Ende des Gehäusehohlraums frei
und die elektrischen Kontakte der Übertragungsleitungen liegen
am anderen Ende des Gehäuses frei.
Das Gehäuse
besitzt Sondenkopf-Halteelemente, die in den Seitenwänden auf
beiden Seiten des Hohlraums ausgebildet sind, und Ausrichtungsflansche,
die benachbart zu den Sondenkopf-Halteelementen angeordnet sind,
die sich von den Seitenwänden
nach oben erstrecken. Die Halteelemente umfassen in den Seitenwänden ausgebildete
Bohrungen, wobei die Bohrungen Stifte aufnehmen, die eine darin
ausgebildete Gewindeöffnung
aufweisen.
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Der
Adapter umfasst ein Substrat mit Öffnungen, die durch dieses
ausgebildet sind und die die Ausrichtungsflansche am Gehäuse eng
aufnehmen. Das Substrat weist eine erste und eine zweite Anordnung
von Kontaktstellen auf, die auf der jeweiligen oberen und unteren
Oberfläche
des Substrats ausgebildet sind. Die erste Anordnung von Kontaktstellen entspricht
den elektrisch leitenden Elastomersignalkontakten des Mehrkanal-Signalsondenkopfs
mit niedriger Eingangskapazität.
Die zweite Anordnung von Kontaktstellen ist an den entsprechenden
Kontaktstellen der Übertragungsleitungen
des Steckers oder der Steckbuchse befestigt. Die erste Anordnung von
Kontaktstellen auf der oberen Oberfläche des Substrats ist mit der
entsprechenden zweiten Anordnung von Kontaktstellen auf der unteren
Oberfläche des
Substrats über
Leiterbahnen, die sich durch das Substrat erstrecken, elektrisch
gekoppelt.
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Die
Ausrichtungsflansche stehen mit entsprechenden Bohrungen im Mehrkanal-Signalsondenkopf
mit niedriger Eingangskapazität
in Eingriff, so dass die Signalkontaktstellen des Mehrkanal-Signalsondenkopfs
mit niedriger Eingangskapazität
mit entsprechenden Kontaktstellen auf der oberen Oberfläche des
Substrats verbinden. Die Gewindestifte der Sondenkopf-Halteelemente
nehmen Befestigungselemente wie z.B. Gewindeschrauben auf, die in
den Bohrungen des Mehrkanal-Signalsondenkopfs mit niedriger Eingangskapazität angeordnet
sind, um den Sondenkopf am Gehäuse
zu befestigen.
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Die
Aufgaben, Vorteile und neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung
sind aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Ansprüchen und beigefügten Zeichnungen
gelesen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Messinstruments zum Einleiten
und Erfassen von Signalen von einer getesteten Vorrichtung.
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2 ist
eine Nandraufsicht auf die Signalkontaktstellen der getesteten Vorrichtung,
die mit Signalkontakten der Mehrkanal-Signalsonde mit niedriger
Eingangskapazität
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Eingriff stehen.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Mehrkanal-Signalsondenkopfs
mit niedriger Eingangskapazität
gemäß der vorliegenden
Erfindung in auseinandergezogener Anordnung.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Mehrkanal-Signalsondenkopfs
mit niedriger Eingangskapazität
gemäß der vorliegenden
Erfindung in auseinandergezogener Anordnung.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels
des Halteblocks im Mehrkanal-Signalsondenkopf mit niedriger Eingangskapazität gemäß der vorliegenden
Erfindung in auseinandergezogener Anordnung.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines ersten Adapters in auseinandergezogener
Anordnung, der bei der Konfiguration von Signalkontaktstellen an
der getesteten Vorrichtung der Mehrkanal-Signalsonde mit niedriger
Eingangskapazität
der vorliegenden Erfindung und existierenden Mehrkanal-Signalsonden
verwendbar ist.
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7 ist
eine perspektivische Draufsicht auf den Steckbuchsenteil des Mehrkanal-Verbindungselements
mit gesteuerter Impedanz, das beim ersten Adapter verwendet wird.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines zweiten Adapters in auseinandergezogener
Anordnung, der bei der Mehrkanal-Signalsonde mit niedriger Eingangskapazität der vorliegenden
Erfindung und bei existierenden Hochgeschwindigkeits-Verbindungselementen,
die an der getesteten Vorrichtung montiert sind, verwendbar ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Mit
Bezug auf 1 ist eine perspektivische Ansicht
eines Messinstruments 10 wie z.B. eines Logikanalysators
zum Einleiten und Erfassen von Signalen von einer getesteten Vorrichtung 12 gezeigt. Der
Logikanalysator kann ein tragbares eigenständiges Instrument oder ein
modulares System mit mehreren Zentralprozessoren sein. 1 zeigt
eine Art von modularem Logikanalysatorsystem 10 mit einem modularen
Zentralprozessor 14 mit mehreren Schlitzen zum Aufnehmen
verschiedener Module 16. Die Module 16 umfassen
ein Steuereinheitsmodul 18, ein oder mehrere Logikanalysatormodule
und Mustergeneratormodule 20. Ein wahlweises Modul eines
digitalen Oszilloskops kann auch im System enthalten sein. Die Logikanalysator/Mustergenerator-Module 20 sind
für eine
Anzahl von Kanälen,
wie z.B. 34, 68, 102, 136 Kanäle,
ausgelegt. Bis zu 680 Kanäle
können
im Zentralprozessor enthalten sein. Mehrere Zentralprozessoren können miteinander
verbunden werden, um ein System mit bis zu 8120 Kanälen zu erzeugen.
Die Signalausgänge
aus dem Zentralprozessor sind mit einer Anzeigevorrichtung 22 wie
z.B. einem Anzeigemonitor zum Betrachten der erfassten Signale von
der getesteten Vorrichtung 12 verbunden.
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Jedes
Modul weist Eingangs/Ausgangs-Verbindungselemente 24 wie
z.B. den Steckbuchsenteil von kommerziell erhältlichen Samtec- oder Mictor-Verbindungselementen
auf. Die Steckerteile der Samtec-Verbindungselemente sind mit einem
Ende von Mehrkanal-Signalsonden 26 verbunden. Ein Bandkabel 28 erstreckt
sich vom Samtec-Verbindungselementende der Sonde zu einem Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit
niedriger Eingangskapazität.
Der Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit niedriger
Eingangskapazität
ist an Signalkontaktstellen befestigt, die an der getesteten Vorrichtung 12 wie
z.B. einer PC-Mikroprozessor-Hauptplatine 32, die
einen Mikroprozessor 34 enthält, ausgebildet sind. Die getestete
Vorrichtung 12 kann auch eingebettete Steuereinheitsplatinen,
Internetvermittlungsstellen und dergleichen umfassen. Die getestete
Vorrichtung 12 kann auch Verbindungselemente zum Aufnehmen
von Adapterkarten 36 zum Testen von verschiedenen Bussen,
die zur getesteten Vorrichtung 12 gehören, enthalten. Diese Busse
umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf einen schnellen E/A-Bus,
PCI-Bus, RAMBus, Gigabit-Ethernet und dergleichen. Drei Mehrkanal-Signalsondenköpfe 30 mit
niedriger Eingangskapazität
sind mit der getesteten Vorrichtung 12 verbunden gezeigt,
es ist jedoch selbstverständlich,
dass eine beliebige Anzahl von Mehrkanalsonden 26 mit der
getesteten Vorrichtung 12 verbunden werden können.
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Mit
Bezug auf 2 ist eine Nahansicht der Signalkontaktstellen 40 an
der getesteten Vorrichtung 12 gezeigt, die mit Signalkontakten
des Mehrkanal-Signalsondenkopfs 30 mit
niedriger Eingangskapazität
in Eingriff stehen. Leiterbahnen 42 sind auf der Leiterplatte 32, 36 verlegt,
um einen Bus oder Busse an der getesteten Vorrichtung 12 mit
den Kontaktstellen 40 zu koppeln. Die Signalkontaktstellen 40 sind
in einer Anordnung auf einer Leiterplatte 32, 36 ausgebildet,
wobei die Anordnung im bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Reihen
von Kontaktstellen aufweist. Eine Reihe der Anordnung weist vier
Sätze von
drei Kontaktstellen auf und die andere Reihe weist fünf Sätze von
drei Kontaktstellen auf. Jeder Satz von Kontaktstellen weist zwei
Signalkontaktstellen auf, die durch eine Massekontaktstelle getrennt sind,
für insgesamt
achtzehn Signalkontaktstellen. Ein Paar der Signalkontaktstellen
wird zum Liefern eines positiven und negativen differentiellen Taktsignals
verwendet, wobei insgesamt sechzehn Signalkontaktstellen belassen
werden, die als Datenkanäle verwendet
werden. Die Signalkontaktstellen können als sechzehn unsymmetrische
Datenkanäle
konfiguriert sein oder zu Paaren als acht differentielle Signalkanäle kombiniert
sein. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind Durchgangslöcher 44 in
der Leiterplatte 32, 36 auf beiden Seiten der
Anordnung von Kontaktstellen 40 zum Aufnehmen eines Sondekopf-Halteelements
ausgebildet, das nachstehend genauer beschrieben werden soll. Eine Orientierungsöffnung 46 kann
auch in der Leiterplatte 32, 36 zum Aufnehmen
eines Orientierungsstifts am Signalsondenkopf 30 ausgebildet
sein. Alternativ kann das Sondenkopf-Halteelement Pfähle umfassen,
die sich von der Leiterplatte erstrecken und die im Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit
niedriger Eingangskapazität
aufgenommen werden.
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Der
Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit niedriger Eingangskapazität, wie in
der perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Anordnung von 3 gezeigt,
umfasst ein Gehäuse 50 mit
mindestens einem ersten offenen Ende 52 und einem Substratträgerelement 54,
das zumindest ein erstes Substrat 56 aufnimmt.
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Das
Substrat 56 weist eine Vielzahl von Eingangssignal-Kontaktstellen 58 auf,
die daran ausgebildet sind und an einem Ende des Substrats 56 freiliegen.
Das Substrat 56 ist im Gehäuse 50 derart positioniert,
dass die Eingangssignal-Kontaktstellen 58 am
offenen Ende 52 des Gehäuses 50 freiliegen.
Ein abnehmbarer Signalkontakthalter 60 ist am Gehäuse 50 montiert
und trägt
elektrisch leitende Elastomersignalkontakte 62. Der Halter 60 ist über dem
offenen Ende 52 des Gehäuses 50 derart
angeordnet, dass die Elastomersignalkontakte 62 mit den
Eingangssignal-Kontaktstellen 58 am Substrat in Eingriff
stehen. Ein Sondenkopf-Halteelement 64, das einen im Gehäuse 50 ausgebildeten
Teil aufweist, befestigt den Signalsondenkopf 30 an einer
getesteten Vorrichtung 12.
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Das
Gehäuse 50 des
Signalsondenkopfs 30 weist einen Substratträger 66 und
eine Abdeckung 68 auf. Der Substratträger 66 ist vorzugsweise
aus entgegengesetzten Seitenteilen 70 und Schienen 72 gebildet,
die einen offenen Bereich 74 dazwischen bilden, der in
der Form einem Fensterrahmen ähnlich ist.
Zumindest ein erster Satz von Aussparungen 76 ist in den
Seitenteilen benachbart zum offenen Bereich 74 ausgebildet.
Zumindest ein erster Satz von Aussparungen 78 ist auch
in den Schienen 72 ausgebildet, wobei die Aussparungen 80 an
einer der Schienen mit den Aussparungen 76 an den Seitenteilen 70 übereinstimmt.
Die Aussparung 82 an der anderen Schiene ist zum Aufnehmen
eines Hochfrequenz-Bandkabels 84 bemessen, das mit dem
Substrat 56 verbunden ist. Die übereinstimmenden Aussparungen 76, 80 am
Substratträger 66 nehmen
das Substrat 56, vorzugsweise ein Hybridsubstrat mit elektrischen
Bauteilen, wie z.B. integrierten Schaltungen 86 und passiven
Bauteilen 87, die daran ausgebildet sind und Eingangssignalschaltungen
bilden, auf. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weisen die Seitenteile 70 und Schienen 72 Aussparungen 76, 78 auf,
die auf beiden Seiten zum Aufnehmen von entgegengesetzten Hybridsubstraten 56 ausgebildet
sind. Eine Bohrung 88 ist durch jeden der Seitenteile 70 parallel
zur langen Achse der Seitenteile und parallel zu den Substraten
ausgebildet. Die Bohrungen 88 nehmen Befestigungselemente 90 auf,
um den Signalsondenkopf 30 an der Leiterplatte 32, 36 der
getesteten Vorrichtung 12 zu befestigen. Zweite Bohrungen 89 sind
in den Seitenteilen ausgebildet, die sich vom offenen Ende 52 des
Gehäuses 50 erstrecken
und zu den ersten Bohrungen 88 koaxial sind. Jede zweite
Bohrung 89 weist einen Durchmesser auf, der größer ist
als jener der ersten Bohrung 88 und zum engen Aufnehmen
eines nachstehend genauer zu beschreibenden Ausrichtungsflanschs
bemessen ist. Die Befestigungselemente 90 sind vorzugsweise
Gewindeschrauben, die in Gewindeöffnungen
aufgenommen werden, die auf der entgegengesetzten Seite der Leiterplatte 32, 36 von
der Anordnung von Signalkontaktstellen 40 angeordnet sind.
Der Substratträger 66 besteht
vorzugsweise aus einem starren Material, wie z.B. Flüssigkristallpolymer,
zum Übertragen
der Säulenlast
am Träger,
die durch das Befestigungselement 90 erzeugt wird, auf die
Leiterplatte. Die Abdeckung 68 besteht vorzugsweise aus
einem Nylonkunststoff und weist Außenwände 92 auf, die einen
Hohlraum 94 bilden, der den Substratträger 66 eng aufnimmt.
Die schmalen entgegengesetzten Wände 96 der
Abdeckung weisen Öffnungen 98 auf,
die benachbart zu einem Ende ausgebildet sind und die Verriegelungsrampen 100 an
einem abnehmbaren Signalkontakthalter 60 aufnehmen.
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Alternativ
kann das Gehäuse 50 eine
Konstruktion von Muschelschalentyp sein. Das Gehäuse weist ein erstes Gehäuseelement
mit einer Basis und Seitenwänden,
die sich von mindestens einer Seite der Basis erstrecken, wobei
sie einen Hohlraum mit offenem Ende bilden, auf. Ein Stützrahmen
kann um den Umfang des inneren Teils der Basis ausgebildet sein,
um das Substrat von der Basis weg abzustützen. Bohrungen können in
den Seitenwänden
der Basis parallel zum Substrat ausgebildet sein. Die Bohrungen
nehmen die Befestigungselemente auf, um den Signalsondenkopf an
den Leiterplatten der getesteten Vorrichtung zu befestigen. Ein
zweites Gehäuseelement
mit einem Umfang, der sich gemeinsam mit der Form des ersten Gehäuseelements erstreckt,
ist am ersten Gehäuseelement
befestigt, um das Substrat im Gehäuse einzuschließen. Die Seitenwände des
ersten Gehäuseelements
können sich
auch von beiden Seiten der Basis erstrecken, was Hohlräume mit
offenem Ende auf beiden Seiten der Basis bildet. Stützrahmen
können
um den Umfang der inneren Teile auf beiden Seiten der Basis ausgebildet
sein, um die Substrate auf beiden Seiten der Basis abzustützen. Zweite
Gehäuseelemente
mit einem Umfang, der sich gemeinsam mit der Form des ersten Gehäuseelements
erstreckt, sind am ersten Gehäuseelement
befestigt, um die Substrate im Gehäuse einzuschließen.
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Jedes
Hybridsubstrat 56 weist eine Vielzahl von Eingangssignal-Kontaktstellen 102 und
Massekontaktstellen 104 auf, die an einer Stirnfläche 106 des
Substrats 56 entsprechend den Sätzen von Signalkontaktstellen 40 an
der getesteten Vorrichtung 12 ausgebildet sind. Jede der
Eingangssignal-Kontaktstellen 102 ist mit einer Eingangssignalschaltung
in Form eines Pufferverstärkers,
der in der am Substrat 56 montierten integrierten Schaltung 86 ausgebildet ist,
elektrisch gekoppelt. Die Substrate 56 sind im Substratträger 66 angeordnet,
wobei die Substratschaltungsanordnung einander zugewandt ist und die
Eingangssignal-Kontaktstellen 58 am
Ende des Trägers 66 freiliegen.
Die einzelnen Signalleitungen des Bandkabels 84 sind mit
den Ausgängen
der Pufferverstärkerschaltung 86 elektrisch
gekoppelt. Wenn die Bandkabel 84 an dem Substrat 56 befestigt sind
und das Substrat 56 im Träger 66 angeordnet
ist, wird die Abdeckung 68 über den Träger 66 geschoben und
durch Verriegelungsrippen 108 am Träger, die mit Verriegelungsöffnungen 110 in
der Abdeckung in Eingriff kommen, an der Stelle gehalten. Die Eingangssignal-Kontaktstellen 58 am
Substrat 56 liegen dann am offenen Ende des Gehäuses 52 frei, wobei
sich das Bandkabel 84 vom entgegengesetzten Ende 112 des
Gehäuses 50 erstreckt.
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Das
offene Ende 52 des Gehäuses 50 nimmt den
abnehmbaren Signalkontakthalter 60 auf, der am Gehäuse 50 befestigt
ist. Der Signalkontakthalter 60 weist ein planares Rahmenelement 120 und
Verriegelungselemente 122, die sich in derselben Richtung von
beiden Enden des Rahmenelements 120 erstrecken, auf. Zumindest
ein erster Schlitz 124 ist im Rahmenelement 120 ausgebildet,
der auf das Ende des Substrats 56 im Gehäuse 50 ausgerichtet
ist. Ein zweiter Schlitz 126 ist im Rahmenelement 120 ausgebildet,
wenn der Signalsondenkopf 30 zwei Substrate 56 umfasst,
welcher auf das Ende des zweiten Substrats ausgerichtet ist. Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Schlitze 124 und 126 in
zwei kollineare Schlitze unterteilt. Ausrichtungsrippen (nicht dargestellt)
sind im Rahmenelement 120 ausgebildet, die auf entsprechende
Ausrichtungsnuten 128 ausgerichtet sind, die im freiliegenden
Ende des Substratträgers 66 ausgebildet sind.
Die Verriegelungselemente 122 weisen nach innen gewandte
Verriegelungsrampen 100 auf, die mit der Öffnung 98 im
Gehäuse 50 in
Eingriff kommen, um den Signalkontakthalter 60 über dem
offenen Ende 52 des Gehäuses 50 zu
befestigen. Ein Orientierungsstift 130 kann auf der entgegengesetzten Seite
des Rahmenelements 120 von den Verriegelungselementen 122 ausgebildet
sein, welcher in der Orientierungsöffnung 46 in der Leiterplatte 32, 36 aufgenommen
wird, um bei der korrekten Orientierung des Signalsondenkopfs 30 zu
unterstützen.
Der Schlitz oder die Schlitze 124, 126 im Rahmenelement 120 nehmen
die elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 62 auf
und stützen
diese ab, die mit den Eingangssignal-Kontaktstellen 58 am
Substrat oder an den Substraten 56 in Eingriff kommen.
Die elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 62 sind
aus einer Platte aus elektrisch leitendem Elastomermaterial mit
einem zentralen leitenden Elastomerbereich, der zwischen äußeren isolierenden
Elastomerbereichen sandwichartig eingefügt ist, ausgebildet. Der leitende
Elastomerbereich weist Golddrähte
auf, die sich durch das Elastomermaterial mit einem Rastermaß von 0,002
Inch erstrecken. Ein solches leitendes Elastomer ist unter dem Namen
MAF Inter-connect von Shin-Etsu Polymer America, Inc., in Union
City, CA, kommerziell erhältlich.
Die Platte aus elektrisch leitendem Elastomermaterial wird auf eine
Länge zerschnitten,
die in dem Schlitz oder die Schlitze 124, 126 des
Signalkontakthalters 60 eng passt. Die Höhe des Elastomermaterials
ist geringfügig
größer als
die Dicke des Rahmenelements 120 des Halters 60,
so dass die Abwärtskraft
der Befestigungselemente 90 am Gehäuse 50 die elektrisch
leitenden Elastomersignalkontakte 62 zwischen den Signalkontaktstellen 40 an
der Leiterplatte 32, 36 und den Eingangssignal-Kontaktstellen 58 am
Substrat 56 zusammendrückt.
Der abnehmbare Signalkontakthalter 60 umfasst auch Öffnungen 132,
die auf beiden Seiten der elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 62 ausgebildet
sind und die auf die Bohrungen 88 im Gehäuse 50 ausgerichtet
sind.
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Der
Mehrkanal-Signalsondenkopf mit niedriger Eingangskapazität ersetzt
das Hochfrequenz-Verbindungselementsystem mit gesteuerter Impedanz,
das derzeit bei den elektrisch leitenden Elastomersignalkontakten 62 in
Gebrauch ist. Die Elastomersignalkontakte 62 in Verbindung
mit der Struktur des Signalsondenkopfs, der die Eingangssignalkontakte 58 am
Ende des Gehäuses 50 anordnet,
erzeugt einen Signalsondenkopf 30 mit niedriger Eingangskapazität mit einer
Eingangskapazität
von ungefähr
0,7 Pikofarad. Das Verringern der Eingangskapazität des Signalsondenkopfs
von 2 bis 2,5 Pikofarad auf 0,7 Pikofarad ist für das Testen von Bussen und
Schaltungen, die im Gigahertzbereich arbeiten, wesentlich. Die elektrisch
leitenden Elastomersignalkontakte 62 verlieren ihre Elastizität über die
Zeit, was zu einer unstetigen Konnektivität oder deren Verlust zwischen
den Signalkontaktstellen 40 an der getesteten Vorrichtung 12 und
den Eingangssignal-Kontaktstellen 58 am Substrat führt. Die
Integration des abnehmbaren Signalkontakthalters 60 im Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit
niedriger Eingangskapazität
ermöglicht
auch einen schnellen und leichten Austausch der Elastomersignalkontakte 62 des
Signalsondenkopfs 30.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
des Signalsondenkopfs 30 ist für Leiterplatten mit einer Dicke
von 0,090 Inch oder größer entworfen.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind Flansche 134 benachbart zu den Öffnungen 132, die
im Signalkontakthalter 60 ausgebildet sind, in einer zu
den Verriegelungselementen 122 entgegengesetzten Richtung
ausgebildet. Die Flansche 134 passen eng in die Durchgangslöcher 44,
die in der Leiterplatte 32, 36 auf beiden Seiten
der Signalkontaktstellen 40 an der Leiterplatte ausgebildet
sind. Die Flansche 134 helfen, den Signalsondenkopf 30 auf
die Signalkontaktstellen 40 auszurichten. Das Sondenkopf-Halteelement 64 umfasst
Haltemuttern 136, die auf der entgegengesetzten Seite der
Leiterplatte von den Signalkontaktstellen 40 befestigt
sind. Jede Haltemutter 136 weist eine Gewindeöffnung 138 auf,
die auf eines der Durchgangslöcher 44 auf
beiden Seiten der Signalkontaktstellen 40 ausgerichtet
ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die Haltemuttern PEM-Muttern, die von Penn Engineering & Manufacturing
Corp., Danboro, PA, unter der Teilenr. KF2-256 hergestellt und vertrieben
werden. Die Gewindeschrauben- Befestigungselemente 90 kommen
mit den Haltemuttern 136 in Gewindeeingriff, um den Signalsondenkopf 30 an
der Leiterplatte 32, 36 zu befestigen.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Mehrkanal-Signalsondenkopfs 30 mit
niedriger Eingangskapazität
gemäß der vorliegenden
Erfindung in auseinandergezogener Anordnung. Gleiche Elemente in 3 sind in 4 gleich
bezeichnet. Das Gehäuse 50 des zweiten
Ausführungsbeispiels
ist dasselbe wie in 3, wobei das Gehäuse 50 einen
Substratträger 66 und
eine Abdeckung 68 aufweist. Der Substratträger 66 umfasst
die Konfiguration der Seitenteile 70 und der Schiene 72,
wobei die Seitenteile und Schienen die Aussparungen 76, 78 aufweisen,
die darin ausgebildet sind, um das Hybridsubstrat oder die Hybridsubstrate 56 aufzunehmen.
Die Seitenteile 70 umfassen die Bohrungen 88,
die das Befestigungselement 90 aufnehmen. Der Substratträger 66 wird eng
in der Abdeckung 68 aufgenommen, wobei die schmalen entgegengesetzten
Wände 96 der
Abdeckung 68 Öffnungen 98 aufweisen,
die benachbart zu einem Ende ausgebildet sind und die Verriegelungsrampen 100 an
einem abnehmbaren Signalkontakthalter 60 aufnehmen. Die
vorher beschriebene alternative Konfiguration des Gehäuses kann
auch im zweiten Ausführungsbeispiel
verwendet werden.
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Der
abnehmbare Signalkontakthalter 60 ist am Gehäuse über dem
offenen Ende 52 des Gehäuses 50 mit
den freiliegenden Signalkontaktstellen 58 des Hybridsubstrats
oder der Hybridsubstrate 56 befestigt. Der Signalkontakthalter 60 ist
mit dem planaren Rahmenelement 120 mit den Verriegelungselementen 122 konfiguriert,
die sich von beiden Enden des Rahmenelements 120 in derselben
Richtung erstrecken. Die elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 62 sind
im Schlitz oder den Schlitzen 124, 126 aufgenommen
und abgestützt,
die auf die Enden des Substrats oder der Substrate 56 ausgerichtet sind.
Das Rahmenelement 120 umfasst die Ausrichtungsrippen (nicht
dargestellt), die auf die entsprechenden Ausrichtungsnuten 128 ausgerichtet
sind, die im freiliegenden Ende des Substratträgers 66 ausgebildet
sind. Die Verriegelungselemente 122 weisen die nach innen
gewandten Verriegelungsrampen 100 auf, die mit der Öffnung 98 im
Gehäuse 50 in
Eingriff kommen, um den Signalkontakthalter 60 über dem
offenen Ende 52 des Gehäuses 50 zu
befestigen. Der Orientierungsstift 130 kann auch auf der entgegengesetzten
Seite des Rahmenelements 120 von den Verriegelungselementen 122 ausgebildet sein,
das heißt
in der entsprechenden Orientierungsöffnung 46 in der Leiterplatte 32, 36 aufgenommen werden,
um bei der korrekten Orientierung des Signalsondenkopfs 30 zu
unterstützen.
Der abnehmbare Signalkontakthalter 60 umfasst auch die Öffnungen 132,
die auf beiden Seiten der elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 62 ausgebildet
sind und die auf die Bohrungen 88 im Gehäuse 50 ausgerichtet sind.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
des Signalsondenkopfs 30 ist für Leiterplatten mit einer Dicke
von weniger als 0,090 Inch ausgelegt. In diesem Ausführungsbeispiel
sind die Flansche 134, die benachbart zu den Öffnungen 132 im
Signalkontakthalter 60 ausgebildet sind, entfernt und durch
Ausrichtungsflansche 150 ersetzt, die sich über der
Leiterplatte 32, 36 erstrecken. Die Ausrichtungsflansche 150 erstrecken
sich von einem Halteblock 152, der auf der entgegengesetzten
Seite der Leiterplatte 32, 26 von den Kontaktstellen 40 angeordnet
ist. Der Halteblock 152 weist darin ausgebildete Gewindeöffnungen 154 auf,
die auf die Durchgangslöcher 44 in
der Leiterplatte 32, 36 ausgerichtet sind. Die
Ausrichtungsflansche 150 sind benachbart zu den Gewindeöffnungen 154 ausgebildet
und sind so bemessen, dass sie in den Durchgangslöchern 44 in
der Leiterplatte 32, 36 eng aufgenommen werden.
Die Flansche 150 erstrecken sich über der Oberfläche der Leiterplatte 32, 36 und
umfassen Flanschverriegelungselemente 156, die sich von
den Flanschen 150 nach außen erstrecken und mit der
oberen Oberfläche
der Leiterplatte 32, 36 in Eingriff kommen, um den
Halteblock 152 an der Leiterplatte zu befestigen. Der Signalsondenkopf 30 wird
auf der Leiterplatte 32, 36 angeordnet, wobei
sich die Flansche 150 in die zweiten Bohrungen 89 im
Gehäuse 50 erstrecken, um
zu helfen, den Signalsondenkopf 50 an der Platine auszurichten.
Die Flanschverriegelungselemente 156 des Halteblocks 152 werden
in Kerben 158 eng aufgenommen, die benachbart zum offenen
Ende 52 des Gehäuses 50 ausgebildet
sind. Die Befestigungselemente 90 in Form der in den Bohrungen 88 des
Gehäuses 50 angeordneten
Gewindeschrauben stehen mit den Gewindeöffnungen 154 im Halteblock 152 in
Schraubeneingriff. Das Festziehen der Gewindeschrauben 90 im
Halteblock 152 ergreift die Leiterplatte 32, 36 zwischen
dem Halteblock 152 und dem Signalsondenkopf 30 und
befestigt den Signalsondenkopf 30 an der Leiterplatte 32, 36.
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels
des Halteblocks 152 in auseinandergezogener Anordnung.
Der Halteblock 152 weist ein rechteckiges Gehäuse 160 mit Außenwänden 162 auf,
die eine innere Kammer 164 bilden. Das Gehäuse weist Öffnungen 166 auf,
die an einer der Außenwände 162 ausgebildet
sind und die auf die Durchgangslöcher 44 in
der Leiterplatte 32, 36 ausrichten. Die Ausrichtungsflansche 150 erstrecken
sich von der Außenwand 162 benachbart
zu den Öffnungen 166.
Die Außenfläche 168 der Öffnungen 150 steht
eng mit den Durchgangslöchern 44 in
der Leiterplatte 32, 36 in Eingriff und erstreckt
sich durch diese. Die Ausrichtungsflansche 150 weisen die
sich nach außen
erstreckenden Flanschverriegelungselemente 156 auf, die
mit der oberen Oberfläche
der Leiterplatte 32, 36 in Eingriff stehen. Ein
Versteifungsblock 170, der z.B. aus Messing oder einem anderen ähnlichen
harten Material besteht, ist in der inneren Kammer 164 des
rechteckigen Gehäuses 160 angeordnet.
Der Versteifungsblock 170 weist darin ausgebildete Gewindeöffnungen 172 auf,
die auf die Öffnungen 166 im
rechteckigen Gehäuse 160 ausgerichtet
sind, die die Befestigungselemente 90 aufnehmen, um den
Signalsondenkopf 30 an der Leiterplatte 32, 36 zu
befestigen.
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Die
Abwärtskompatibilität muss zwischen existierenden
Mehrkanal-Signalsonden unter Verwendung von Verbindungselementen
des Mictor- oder eines ähnlichen
Typs und der neuen Konfiguration von Signalkontaktstellen 40 an
der getesteten Vorrichtung 12, die bei der Mehrkanal-Signalsonde 26 mit
niedriger Eingangskapazität
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, aufrechterhalten werden. Es
muss auch eine Kompatibilität
zwischen Verbindungselementen vom Mictor- oder einem ähnlichen Typ
vorliegen, die an der getesteten Vorrichtung und an der Mehrkanal-Signalsonde 26 mit
niedriger Eingangskapazität
der vorliegenden Erfindung montiert sind. In dieser Hinsicht ist 6 eine
perspektivische Ansicht eines ersten Adapters 200 in auseinandergezogener Anordnung,
der bei existierenden Mehrkanal-Signalsonden und der neuen Konfiguration
von Signalkontaktstellen 40 an der getesteten Vorrichtung 12 verwendbar
ist. Die existierende Mehrkanal-Signalsonde weist einen Sondenkopf
auf, der mit dem Steckerteil des Hochgeschwindigkeits-Verbindungselements
mit gesteuerter Impedanz (z.B. Mictor-Verbindungselement oder dergleichen)
abgeschlossen ist. Das Verbindungselement weist einen Steckerteil
auf, der mit einem Steckbuchsenteil 202 (6 und 7)
eng zusammenpasst, wobei jeder Teil ein Gehäuse 204 aufweist,
das die Übertragungsleitungen 206 einschließt. Wie
vorher beschrieben, sind die Enden der Übertragungsleitungen, die sich
von einem Ende des Gehäuses
im Steckerteil erstrecken, als parallele Reihen von an der Kante
verbundenen Kontaktstellen ausgebildet, die mit einer elektrischen
Schaltung im Sondenkopf gekoppelt sind. Die Enden der Übertragungsleitungen,
die sich vom anderen Ende des Gehäuses erstrecken, sind als parallele
Reihen von elektrischen Kontakten ausgebildet, die durch den zentralen
Leistungsmassekontakt mit gerippter planarer Struktur getrennt sind. Die
Enden der Übertragungsleitungen 206,
die sich von einem Ende des Gehäuses
des Steckbuchsenteils 202 erstrecken, sind als parallele
Reihe von Kontaktstellen 208 auf beiden Seiten der zentralen Leistungsmassekontakte 210 ausgebildet.
Die Enden der Übertragungsleitungen 206,
die sich vom anderen Ende des Gehäuses 204 erstrecken,
sind als parallele Reihen von elektrischen Kontakten 212 ausgebildet,
die durch die zentralen Leistungsmassekontakte 214 getrennt
sind. Die elektrischen Kontakte und die zentralen Leistungsmassekontakte kommen
miteinander in Eingriff, wenn der Stecker in die Steckbuchse eingesetzt
wird. Das Steckbuchsengehäuse 204 kann
vor dem Befestigen der Steckbuchse 202 an der Leiterplatte 32, 36 der
getesteten Vorrichtung 12 in ein Verriegelungsgehäuse 216 eingesetzt
werden. Obwohl es allgemeine Praxis ist, die Mehrkanal-Signalsonden
mit dem Steckerteil des Verbindungselements abzuschließen, kann
der Adapter der vorliegenden Erfindung gleichermaßen mit dem
Steckbuchsenteil des Verbindungselements, der die Signalsonde abschließt, implementiert
werden.
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Der
Adapter 200 weist den anderen Teil des passenden Steckbuchsenteils 202 des
Verbindungselements auf, der an einem Substrat 220 montiert
ist. Das Substrat 220 weist eine obere Oberfläche 222 auf,
an der eine Anordnung von Kontaktstellen 224 entsprechend
den Kontaktstellen 208 der Übertragungsleitungen 206 der
Steckbuchse 202 ausgebildet ist. Durchgangslöcher 218 sind
im Substrat 220 zum Aufnehmen der Leistungsmassekontakte 210 vorgesehen.
Die Kontaktstellen 208 der Steckbuchse 202 werden
an den Kontaktstellen 224 am Substrat 220 unter
Verwendung von gut bekannten Verbindungsverfahren, wie z.B. Löten, Kleben
mit einem elektrisch leitenden Klebstoff oder dergleichen, befestigt,
um die Steckbuchsenkontaktstellen mit den Substratkontaktstellen
elektrisch zu koppeln. Die untere Oberfläche 226 des Substrats 220 weist
eine zweite Anordnung von Kontaktstellen 228 entsprechend
den Signalkontaktstellen 40 auf der Leiterplatte 32, 36 der
getesteten Vorrichtung 12 auf. Leiterbahnen (nicht dargestellt)
erstrecken sich durch das Substrat 220, um die Anordnung
von Kontaktstellen 224 auf der oberen Oberfläche 222 mit
der Anordnung von Kontaktstellen 228 auf der unteren Oberfläche 226 zu
koppeln.
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Der
Adapter ist vorzugsweise mit Montagezapfen 230 konfiguriert,
die sich von der unteren Oberfläche 226 des
Substrats 220 erstrecken. Die Zapfen 230 sind
kreisförmig
und weisen darin ausgebildete Gewindeöffnungen 232 auf.
Die Zapfen 230 sind auf dem Substrat 220 angeordnet
und auf die Durchgangslöcher 44 in
der Leiterplatte 32, 36 benachbart zu den Signalkontaktstellen 40 ausgerichtet.
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Ein
abnehmbarer Signalkontakthalter 234 ist benachbart zur
unteren Oberfläche 226 des
Substrats 220 angeordnet, der elektrisch leitende Elastomersignalkontakte 236 trägt. Der
Kontakthalter 234 weist darin ausgebildete Schlitze 238 auf,
die auf die zweite Anordnung von Kontaktstellen 228 an
der unteren Oberfläche
des Substrats 220 ausgerichtet sind. Öffnungen 240 sind
im Kontakthalter 234 ausgebildet, die auf die Zapfen 230 ausgerichtet
sind, die an der Unterseite des Substrats 220 montiert
sind. Die Schlitze 238 nehmen die elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 236 auf
und tragen diese, die mit den Kontaktstellen 228 an der
unteren Oberfläche
des Substrats 220 in Eingriff stehen. Die elektrisch leitenden
Elastomersignalkontakte 236 sind aus demselben elektrisch
leitenden Elastomerplattenmaterial ausgebildet, wie es beim Ausbilden
der elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 62 des Mehrkanal- Signalsondenkopfs 30 mit
niedriger Eingangskapazität
verwendet wird. Die Höhe
des Elastomermaterials ist geringfügig größer als die Dicke des Halters 234,
so dass eine Abwärtskraft
des Adapters 200 an der Leiterplatte 32, 36 der
getesteten Vorrichtung 12 die elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte 236 zwischen
den Signalkontaktstellen 40 an der Leiterplatte 32, 36 und
den Kontaktstellen 228 am Substrat 220 zusammendrückt. Der
abnehmbare Signalkontakthalter 234 wird durch Einsetzen des
Halters über
die Zapfen 230 am Adapter 200 angeordnet.
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Ein
Adapterhalteelement 242 ist auf der entgegengesetzten Seite
der Leiterplatte 32, 36 von den Signalkontaktstellen 40 der
getesteten Vorrichtung 12 angeordnet, um bei der Befestigung
des Adapters 200 an der getesteten Vorrichtung 12 zu
unterstützen.
Das Halteelement 242 weist vorzugsweise eine rechteckige
Form mit einer im Wesentlichen planaren oberen Oberfläche 244 auf,
die mit der unteren Oberfläche
der Leiterplatte 32, 36 in Eingriff steht. Öffnungen 246 sind
im Halteelement 242 ausgebildet, die auf die in der Leiterplatte 32, 36 benachbart
zu den Signalkontaktstellen 40 ausgebildeten Durchgangslöcher 44 ausgerichtet
sind. Ein Teil der Öffnung,
der sich von der oberen Oberfläche
des Halteelements erstreckt, ist mit einem geringfügig größeren Durchmesser
gebohrt, um die Zapfen am Adaptersubstrat eng aufzunehmen. Ein Teil
der Öffnung 246,
der sich von der unteren Oberfläche 248 des
Halteelements 242 erstreckt, ist mit einem geringfügig größeren Durchmesser
gebohrt, um ein Befestigungselement 250 aufzunehmen, das
sich in die Gewindeöffnungen 232 der
Zapfen 230 erstreckt. Die Befestigungselemente 250 sind
vorzugsweise Gewindeschrauben, die, wenn sie festgezogen werden,
die Leiterplatte 32, 36 der getesteten Vorrichtung 12 zwischen
dem abnehmbaren Signalkontakthalter 234 und dem Adapterhalteelement 242 ergreifen.
Die kürzeren
der Gewindeschrauben 250 werden bei Leiterplatten mit einer
Dicke von 0,090 Inch oder weniger verwendet und die längeren der
Gewindeschrauben werden für Leiterplatten
mit einer Dicke von mehr als 0,090 Inch verwendet.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines zweiten Adapters 300 in
auseinandergezogener Anordnung zum Verbinden der Mehrkanal-Signalsonde oder
-sonden 30 mit niedriger Eingangskapazität mit einem
Verbindungselement vom Mictor- oder ähnlichen Typ, das an der getesteten
Vorrichtung 12 angebracht ist. Das Verbindungselement weist
eng zusammenpassende Stecker- 302 und Stechbuchsenteile
auf, wobei jeder Teil ein Gehäuse 304 aufweist, das
die Übertragungsleitungen 306 einschließt. Die Übertragungsleitungen 306,
die sich von einem Ende des Gehäuses 302 des
Steckerteils erstrecken, sind als parallele Reihen von Kontaktstellen
auf beiden Seiten von zentralen Leistungsmassekontakten ausgebildet.
Die Enden der Übertragungsleitungen 306, die
sich vom anderen Ende des Gehäuses 304 erstrecken,
sind als parallele Reihen von elektrischen Kontakten 308 ausgebildet,
die durch den zentralen Leistungsmassekontakt 310 mit gerippter,
planarer Struktur getrennt sind. Die Enden der Übertragungsleitungen, die sich
von einem Ende des Gehäuses des
Steckbuchsenteils erstrecken, sind als parallele Reihen von Kontaktstellen
auf beiden Seiten von zentralen Leistungsmassekontakten ausgebildet.
Die Enden der Übertragungsleitungen,
die sich vom anderen Ende des Gehäuses erstrecken, sind als parallele
Reihen von elektrischen Kontakten ausgebildet, die durch die zentralen
Leistungsmassekontakte getrennt sind. Die elektrischen Kontakte
und die zentralen Leistungsmassekontakte kommen miteinander in Eingriff,
wenn der Stecker in die Steckbuchse eingesetzt wird. Obwohl es allgemeine
Praxis ist, den Steckbuchsenteil des Verbindungselements an der Leiterplatte
der getesteten Vorrichtung zu verbinden, kann der Adapter der vorliegenden
Erfindung gleichermaßen
so implementiert werden, dass der Steckerteil des Verbindungselements
an der Leiterplatte angebracht ist.
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Der
Adapter 300 weist ein Gehäuse 312 mit entgegengesetzten
Stirnwänden 314 und
Seitenwänden 316 auf,
die einen Hohlraum 318 bilden, der den anderen des Steckers 302 und
der Steckbuchse, die eng zusammenpassen, aufnimmt. Die Kontaktstellen der Übertragungsleitungen 306 liegen
an einem Ende des Gehäusehohlraums 318 frei
und die elektrischen Kontakte 308 der Übertragungsleitungen liegen
am anderen Ende des Gehäuses
frei. Das Gehäuse 312 besitzt
Sondenkopf-Halteelemente 320, die in den Seitenwänden 316 auf
beiden Seiten des Hohlraums 318 ausgebildet sind, und Ausrichtungsflansche 322,
die benachbart zu den Sondenkopf-Halteelementen 320 angeordnet
sind, die sich von den Seitenwänden 316 nach
oben erstrecken. Die Halteelemente 320 umfassen Bohrungen 324, die
in den Seitenwänden
ausgebildet sind, wobei die Bohrungen Stifte 326 mit einer
darin ausgebildeten Gewindeöffnung 328 aufnehmen.
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Der
Adapter umfasst ein Substrat 330 mit Öffnungen 332, die
durch dieses ausgebildet sind und die die Ausrichtungsflansche 322 am
Gehäuse 312 eng
aufnehmen. Das Substrat 330 weist obere und untere Oberflächen 334, 336 auf,
wobei die obere Oberfläche
eine erste Anordnung von Kontaktstellen (nicht dargestellt) entsprechend
den Elastomersignalkontakten 62 des Mehrkanal-Signalsondenkopfs 30 mit
niedriger Eingangskapazität
aufweist. Die untere Oberfläche 336 des
Substrats 330 weist eine zweite Anordnung von Kontaktstellen 338 auf,
die daran in einem Muster angeordnet sind, das den Kontaktstellen
der Übertragungsleitungen
entspricht. Die Kontaktstellen der Übertragungsleitungen werden
an der zweiten Anordnung von Kontaktstellen unter Verwendung gut
bekannter Verbindungsverfahren, wie z.B. Löten, Kleben mit einem elektrisch
leitenden Klebstoff oder dergleichen, befestigt, um die Steckerkontaktstellen
mit den Substratkontaktstellen elektrisch zu koppeln. Die erste
Anordnung von Kontaktstellen auf der oberen Oberfläche des
Substrats ist mit der entsprechenden zweiten Anordnung von Kontaktstellen
auf der unteren Oberfläche
des Substrats über
Leiterbahnen (nicht dargestellt), die sich durch das Substrat 330 erstrecken,
elektrisch gekoppelt.
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Die
Ausrichtungsflansche 322 stehen mit den entsprechenden
Bohrungen 89 im Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit
niedriger Eingangskapazität in
Eingriff, so dass die Elastomersignalkontakte 62 des Mehrkanal-Signalsondenkopfs 30 mit
niedriger Eingangskapazität
mit entsprechenden Kontaktstellen an der oberen Oberfläche 334 des
Substrats 330 verbinden. Die Gewindestifte 326 der
Sondenkopf-Halteelemente 320 nehmen die Befestigungselemente 90 auf,
die in den Bohrungen 88 des Mehrkanal-Signalsondenkopfs 30 mit
niedriger Eingangskapazität
angeordnet sind, um den Sondenkopf am Gehäuse 312 zu befestigen.
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Der
Adapter von 8 stellt die bevorzugte Implementierung
des Adapters dar, die ermöglicht, dass
zwei Mehrkanal-Signalsondenköpfe 30 mit niedriger
Eingangskapazität
mit dem Adapter 300 verbunden werden. In dieser Konfiguration
sind zusätzliche
Sondenkopf-Halteelemente 320 in den Seitenwänden 316 benachbart
zu den ersten Sondenkopf-Halteelementen 320 ausgebildet
und Ausrichtungsflansche 322 sind benachbart zu den zusätzlichen
Sondenkopf-Halteelementen 320 angeordnet, die sich von
den Seitenwänden 316 nach
oben erstrecken. Die zusätzlichen
Ausrichtungsflansche 322 stehen mit den entsprechenden
Bohrungen 88 in dem anderen Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit niedriger
Eingangskapazität
in Eingriff. Der andere Mehrkanal-Signalsondenkopf 30 mit niedriger
Eingangskapazität
wird am Gehäuse
in derselben Weise wie der erste unter Verwendung der vorher beschriebenen
Befestigungselemente 90 befestigt.
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Eine
Mehrkanal-Signalsonde und ein Mehrkanal-Signalsondenkopf mit niedriger
Eingangskapazität
wurden beschrieben, welche ein oder mehrere Substrate aufweisen,
wobei jedes Substrat eine Vielzahl von Eingangssignal-Kontaktstellen
aufweist, die an einem Ende des Substrats ausgebildet sind und freiliegen.
Das Substrat oder die Substrate sind in einem Gehäuse mit
zumindest einem ersten offenen Ende und einem Substratträgerelement,
das das Substrat oder die Substrate derart aufnimmt, dass die Eingangssignal-Kontaktstellen
an der Öffnung
des Gehäuses
freiliegen, angeordnet. Ein abnehmbarer Signalkontakthalter ist
am Gehäuse
montiert und trägt
elektrisch leitende Elastomersignalkontakte. Der Halter ist über dem
offenen Ende des Gehäuses derart
angeordnet, dass die Elastomersignalkontakte mit den Eingangssignal-Kontaktstellen in
Eingriff stehen. Die Eingangssignal-Kontaktstellen am Substrat sind
mit Signalleitungen eines Kabels mit mehreren Signalleitungen elektrisch
gekoppelt. Die anderen Enden der Signalleitungen sind mit einem
Eingangsverbindungselement zum Koppeln mit dem Messinstrument elektrisch
gekoppelt.
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Die
Mehrkanal-Signalsonde mit niedriger Eingangskapazität befestigt
an einer getesteten Vorrichtung mit einer Anordnung von Signalkontaktstellen
auf mindestens einer Oberfläche
einer Leiterplatte entsprechend den elektrisch leitenden Elastomersignalkontakten.
Durchgangslöcher
sind auf beiden Seiten der Anordnung von Signalkontaktstellen zum Aufnehmen
eines Sondenkopf-Halteelements
ausgebildet, das den Signalsondenkopf an der getesteten Vorrichtung
befestigt. Das Sondenkopf-Halteelement weist Befestigungselemente
auf, die sich durch Bohrungen im Gehäuse erstrecken, die mit Haltemuttern oder
einem Halteblock mit darin ausgebildeten Gewindeöffnungen in Schraubeneingriff
stehen, die auf der entgegengesetzten Seite der Leiterplatten von den
Kontaktstellen ausgebildet sind.
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Erste
und zweite Adapter wurden auch beschrieben, die existierende Mehrkanal-Signalsonden mit
Mehrkanal-Übertragungsleitungs-Verbindungselementen
mit gesteuerter Impedanz mit der neuen Konfiguration von Signalkontaktstellen
an der getesteten Vorrichtung, die bei der Mehrkanal-Signalsonde mit
niedriger Eingangskapazität
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und existierende Mehrkanal-Übertragungsleitungs-Verbindungselemente
mit gesteuerter Impedanz, die an einer getesteten Vorrichtung angebracht
sind, mit der Mehrkanal-Signalsonde
mit niedriger Eingangskapazität
der vorliegenden Erfindung verbinden. Der erste Adapter weist einen
der zusammenpassenden Stecker- oder Steckbuchsenteile des Verbindungselements
auf, der an einem Substrat montiert ist. Das Substrat weist erste und
zweite Anordnungen von Kontaktstellen auf, die an den jeweiligen
oberen und unteren Oberflächen des
Substrats ausgebildet sind. Die erste Anordnung von Kontaktstellen
ist an entsprechenden Kontaktstellen der Übertragungsleitungen des Steckers
oder der Steckbuchse befestigt. Die zweite Anordnung von Kontaktstellen
entspricht den Signalkontaktstellen an der getesteten Vorrichtung.
Leiterbahnen erstrecken sich durch das Substrat, um die erste und die
zweite Anordnung miteinander zu verbinden. Ein abnehmbarer Signalkontakthalter
ist benachbart zur unteren Oberfläche des Substrats angeordnet.
Der Kontakthalter trägt
elektrisch leitende Elastomersignalkontakte, die die zweite Anordnung
von Kontaktstellen mit den Signalkontaktstellen an der getesteten
Vorrichtung elektrisch koppeln. Montagezapfen erstrecken sich von
der unteren Oberfläche
des Substrats, die den Signalkontakthalter aufnehmen. Die Zapfen
werden in den Durchgangslöchern
angeordnet, die in der Leiterplatte der getesteten Vorrichtung ausgebildet
sind. Der Adapter wird an der getesteten Vorrichtung unter Verwendung
eines Adapterhalteelements befestigt, das auf der entgegengesetzten Seite
der Leiterplatte von den Signalkontaktstellen angeordnet ist. Gewindeschrauben-Befestigungselemente
werden in Gewindeöffnungen
in den Zapfen aufgenommen, die, wenn sie festgezogen werden, die
elektrisch leitenden Elastomersignalkontakte zwischen der zweiten
Anordnung von Kontaktstellen am Substrat und den Signalkontaktstellen
an der Leiterplatte der getesteten Vorrichtung zusammendrücken und
den Adapter an der Leiterplatte befestigen.
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Der
zweite Adapter weist ein Gehäuse
mit entgegengesetzten Stirnwänden
und Seitenwänden auf,
die einen Hohlraum bilden, der den anderen des Steckers oder der
Steckbuchse, die eng zusammenpassen, aufnimmt. Die Kontaktstellen
der Übertragungsleitungen
des Steckers oder der Steckbuchse, die eng zusammenpassen, liegen
an einem Ende des Gehäusehohlraums
frei und die elektrischen Kontakte der Übertragungsleitungen liegen
am anderen Ende des Gehäuses
frei. Das Gehäuse
besitzt Sondenkopf-Halteelemente, die in den Seitenwänden auf
beiden Seiten des Hohlraums ausgebildet sind, und Ausrichtungsflansche,
die benachbart zu den Sondenkopf-Halteelementen angeordnet sind, die
sich von den Seitenwänden
nach oben erstrecken. Die Halteelemente umfassen Bohrungen, die
in den Seitenwänden
ausgebildet sind, wobei die Bohrungen Stifte mit einer darin ausgebildeten
Gewindeöffnung
aufnehmen.
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Der
Adapter umfasst ein Substrat mit durch dieses ausgebildeten Öffnungen,
die die Ausrichtungsflansche am Gehäuse eng aufnehmen. Das Substrat
weist eine erste und eine zweite Anordnung von Kontaktstellen auf,
die an den jeweiligen oberen und unteren Oberflächen des Substrats ausgebildet sind.
Die erste Anordnung von Kontaktstellen entspricht den elektrisch
leitenden Elastomersignalkontakten des Mehrkanal-Signalsondenkopfs
mit niedriger Eingangskapazität.
Die zweite Anordnung von entsprechenden Kontaktstellen sind an entsprechenden
der Kontaktstellen der Übertragungsleitungen des
Steckers oder der Steckbuchse befestigt. Die erste Anordnung von
Kontaktstellen an der oberen Oberfläche des Substrats ist mit der
entsprechenden zweiten Anordnung von Kontaktstellen an der unteren
Oberfläche
des Substrats über
Leiterbahnen elektrisch gekoppelt, die sich durch das Substrat erstrecken.
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Die
Ausrichtungsflansche stehen mit entsprechenden Bohrungen im Mehrkanal-Signalsondenkopf
mit niedriger Eingangskapazität
in Eingriff, so dass die Signalkontaktstellen des Mehrkanal-Signalsondenkopfs
mit niedriger Eingangskapazität
mit entsprechenden Kontaktstellen an der oberen Oberfläche des
Substrats verbinden. Die Gewindestifte der Sondenkopf-Halteelemente
nehmen Befestigungselemente wie z.B. Gewindeschrauben auf, die in
den Bohrungen des Mehrkanal-Signalsondenkopfs mit niedriger Eingangskapazität angeordnet
sind, um den Sondenkopf am Gehäuse
zu befestigen.
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Für Fachleute
wird es offensichtlich sein, dass viele Änderungen an den Einzelheiten
der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dieser Erfindung
vorgenommen werden können,
ohne von deren zugrunde liegenden Prinzipien abzuweichen. Der Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung sollte daher nur durch die folgenden
Ansprüche
bestimmt werden.