JP2024068195A - アース基準線 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブヘッドを使用する測定用途でより長いアース基準線が利用できるように、自己インダクタンス駆動信号劣化を低減したアース基準線を提供する。
【解決手段】プローブヘッドを使用して高周波電気信号を測定するためのアース基準線。前記アース基準線は、フレキシブル本体と、フレキシブル本体のプローブ端部上に配置されたプローブソケットと、フレキシブル本体の接地端部上に配置された接地ソケットと、プローブソケットと接地ソケットとを電気的に接続しかつフレキシブル本体内に少なくとも部分的に延在する電気接触経路と、電気接触経路内に電気的に配置された抵抗装置とを備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、試験中のデバイス（Device under testing）（「ＤＵＴ」）上の電気信号を測定するための装置に関する。より具体的には、本開示は、高周波電気信号を測定するためのプローブヘッドと共に使用するためのアース基準線に関する。さらに、本開示は、高周波電気信号を測定する方法に関する。

ＤＵＴ上の高周波電気信号を測定する場合、広範囲のＤＵＴと信号帯域幅に対して、最高の信号の品質を確実に得ることが望まれる。

プローブヘッドを使用して高周波電気信号を測定する場合は、入力信号接続と接地基準接続が必要である。ほとんどのプローブヘッドは、それぞれ、電気信号入力用の専用ポートと、信号入力先端とアース基準線を接続できる、接地接続とから構成されている。

アース基準線の自己インダクタンスは、特に高周波電気信号測定の場合、信号の劣化を引き起こすことが観測されている。その結果、立上り時間が短くなり、オーバーシュートが大きくなり、これはリンギングとも呼ばれる。

このリンギングを低減する現在の解決策は非実用的である。１つの例は、アース基準線の自己インダクタンスを低減するために、例えば円形断面を使用するなどしてその形状を調整することによって、アース基準線の自己インダクタンスを低減することである。アース基準線の業界標準の平坦で直線状の形状から逸脱することにより、柔軟性が低下し、それによって、ＤＵＴ上の接地地点に到達するために必要な可動範囲が減少する。

もう１つの例は、アース基準線の長さを短くすることである。しかしながら、短くされたアース基準線を利用することによって、プローブ地点と接地地点との間の十分に短い距離を有するＤＵＴへの測定用途を制限する。短くされたアース基準線は、プローブ地点と接地地点との間の最小距離を満たす狭い範囲のＤＵＴでのみ使用できる。

一方、より長いアース基準線を使用すると、信号の品質が低下する。従って、低減された信号の品質によって、精密で正確なＤＵＴ電気信号測定が阻害される。

プローブヘッドを使用する測定用途でより長いアース基準線が利用できるように、自己インダクタンス駆動信号劣化を低減したアース基準線が必要とされている。

本開示によると、プローブヘッドを使用して高周波電気信号を測定するためのアース基準線であって、前記アース基準線は、フレキシブル本体と、前記フレキシブル本体のプローブ端部上に配置されたプローブソケットと、前記フレキシブル本体の接地端部上に配置された接地ソケットと、前記プローブソケットと前記接地ソケットを電気的に接続しかつ前記フレキシブル本体内に少なくとも部分的に延在する電気接触経路と、前記電気接触経路内に電気的に配置された抵抗装置とを備える、アース基準線を開示している。

一実施形態において、フレキシブル本体は、導電性コア及び電気絶縁カバーを備える。

一実施形態では、フレキシブル本体は、ストリップ形状を有し、ガラス強化エポキシ積層材料によって覆われた銅製のストリップを備える。

一実施形態では、フレキシブル本体は、０．８ｍｍ未満の合計厚さを有する。

一実施形態では、アース基準線は、フレキシブル本体のプローブ端部に取り付けられたプローブソケット板と、フレキシブル本体の接地端部に取り付けられた接地ソケットとをさらに備え、プローブソケットはがプローブソケット板に取り付けられ、接地ソケットが接地ソケット板に取り付けられている。

一実施形態では、プローブソケット板がフレキシブル本体の前側に取り付けられかつ抵抗装置がフレキシブル本体の裏側に取り付けられ、かつ／又は、接地ソケット板がフレキシブル本体の前側に取り付けられかつ抵抗装置がフレキシブル本体の裏側に取り付けられている。

一実施形態では、プローブソケット板及び／又は接地ソケット板は、電気絶縁材料から構成され、かつ、導電経路用の貫通孔を備える。

一実施形態では、抵抗装置は抵抗器を備え、抵抗器は、プローブ端部の抵抗器及び／又は接地端部の抵抗器を備え、プローブ端部の抵抗器及び／又は接地端部の抵抗器は、１つ又は２つ以上の個々の抵抗器を備える。

一実施形態では、抵抗装置は、フェライトビーズを備え、フェライトビーズは、プローブ端部のフェライトビーズ及び／又は接地端部のフェライトビーズを備え、プローブ端部のフェライトビーズ及び／又は接地端部のフェライトビーズは、１つ又は２つ以上の個々のフェライトビーズを備える。

一実施形態では、プローブソケット及び接地ソケットは、導電性材料から構成され、プローブソケットは、プローブヘッドの接地ポートに取り付けられるように構成され、接地ソケットは、接地先端を受け入れるように構成されている。

一実施形態では、アース基準線は、プローブソケットカバー及び接地ソケットカバーを備え、プローブソケットカバー及び接地ソケットカバーは、それぞれ、プローブソケット及び接地ソケットに取り外し可能に取り付けられるように構成されている。

一実施形態では、プローブソケットカバー及び接地ソケットカバーは、電気絶縁材料から構成されている。

一実施形態では、接地ソケットカバーは、接地ソケットが、人間の手、ロボットアーム、及び／又は、ツールを使用して、動作中において予め定めた位置に保持されうるように構成された取り付け面を備える。

ＤＵＴ上の高周波電気信号を測定する測定装置を提供する。このＤＵＴ上の高周波電気信号を測定する測定装置は、電気信号入力ポートと高インピーダンス接地接続ポートを有するプローブヘッドと、電気信号入力ポートに取り付けられた電気信号入力先端と、プローブソケットを介して高インピーダンス接地接続ポートに取り付けられた、本開示によるアース基準線とを備える。

一実施形態では、プローブヘッドはアクティブプローブヘッドである。

一実施形態では、測定装置は、可動プローブヘッド支持アーム及び／又は可動接地先端支持アームをさらに備える。

請求項１に記載のアース基準線を使用してＤＵＴ上の高周波電気信号を測定する方法において、前記方法は、電気信号入力先端をプローブヘッドの電気信号入力ポートに取り付けるステップと、前記アース基準線の前記プローブソケットを前記高インピーダンス接地接続ポートに接続することによって、本開示による前記アース基準線を、前記プローブヘッドの前記高インピーダンス接地接続ポートに取り付けるステップと、前記プローブヘッドに電力を供給し、プローブヘッドをデータ取得装置に接続するステップと、前記ＤＵＴ上の信号線とプローブ先端とを接触させるステップと、前記ＤＵＴ上の接地パッドと前記接地先端を接触させるステップと、高周波電気信号の測定を、自己インダクタンス駆動信号の品質損失が実質的にない状態で行うステップとを備える。

本明細書に組み込まれかつ本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示のいくつかの実施形態を示す。本明細書の説明と共に、添付図面は、本開示の原理を説明する役割を果たす。

図１は、抵抗装置を有する例示的なアース基準線の概略断面側面図を示す。 図２は、図１の例示的なアース基準線の接地端部を、抵抗器を備える抵抗装置を示す底面図で示す。 図３は、図１の例示的なアース基準線の接地端部を、フェライトビーズを備える抵抗装置を示す底面図で示す。 図４は、図１の例示的なアース基準線の接地端部を、接地ソケットを示す上面図で示す。 図５は、図１の例示的なアース基準線のプローブヘッド端部を、抵抗器を備える抵抗装置を示す底面図で示す。 図６は、図１の例示的なアース基準線のプローブヘッド端部を、フェライトビーズを備える抵抗装置を示す底面図で示す。 図７は、図１の例示的なアース基準線のプローブヘッド端部を、プローブヘッドソケットを示す上面図で示す。 図８は、図１の例示的なアース基準線を、接地ソケットに取り付けられた接地先端と、接地ソケット及びプローブヘッドソケットに取り付けられた電気絶縁体と共に上面図で示す。 図９は、図１のアース基準線を備える例示的な測定装置を、試験板と係合する斜視図で示す。 図１０は、プローブヘッドを使用して高周波電気信号測定を行うためにアース基準線を使用するための例示的な方法ステップを示す。 図１１は、３２ｍｍの柔軟性長さに対して二重対数線図を使用して、周波数領域における測定信号を図示する。 図１２は、５２ｍｍの柔軟性長さに対して二重対数線図を使用して、周波数領域における測定信号を図示する。

本開示は、一般に、プローブヘッドを使用して高周波電気信号を測定するための方法及び装置を提供する。本開示によれば、アース基準線は、フレキシブル本体と、フレキシブル本体のプローブ端部上に配置されたプローブソケットと、フレキシブル本体の接地端部上に配置された接地ソケットと、プローブソケットと接地ソケットを電気的に接続しかつフレキシブル本体内に少なくとも部分的に延在する電気接触経路と、電気接触経路内に電気的に配置された抵抗装置とを備える。

電気接触経路内に電気的に配置された抵抗装置を有することにより、高周波電気信号測定中にプローブヘッド内で利用される場合に、アース基準線によって生成される自己インダクタンスを緩和することが可能になる。自己インダクタンスが緩和されるため、試験中のデバイス、すなわちＤＵＴ上のより遠く離れた接地地点に到達することを可能にする長さで、フレキシブル本体を設けることができる。これにより、アース基準線によって生じる自己インダクタンス駆動信号損失を観測することなく、広範囲のＤＵＴに対してアース基準線を使用できる可能性がある。

以下において、本開示の例及び方法の詳細な説明を行う。好ましい例及び代替例の両方の説明は、単に例示的なものであり、変形例、修正、及び変更が明らかでありうることを当業者には理解されよう。したがって、実施例は、請求項によって定義される基礎をなす本開示の態様の広さを限定しないことを理解されたい。

一般に、本明細書に記載する例示的な装置は、高周波電気信号測定用途のプローブヘッドと組み合わせて使用するアース基準線である。

本開示の意味では、アース基準線は、プローブヘッドと組み合わせて使用されるように設計される補助構成要素として理解されうる。プローブを使用して電気信号を測定する場合は、接地基準接続が必要である。したがって、測定プローブは、信号取得中に接地基準を提供するために、異なるタイプの接地接続と結合される。アース基準線によって、ＤＵＴ上の接地地点とプローブヘッドの接地ポートとの間の電気接触を確立することができる。

アース基準線は、移動式のプローブ、手持ち式のプローブ、又は、ロボットアームによって操縦されるプローブなどの様々なプローブに使用することができる。プローブヘッドは、高周波電気信号測定用のアクティブプローブヘッドとしうる。プローブヘッドは、信号出力ケーブル、例えば、６ｍケーブルに接続することができる。ケーブルは、単一のシールドケーブルとしうる。プローブヘッドは、信号出力ケーブルによって生じる減衰量を平衡化する補償回路を備えうる。

本開示によるプローブヘッドは、様々なタイプのアース基準線を受け入れるように構成された専用接地ポートを備えうる。さらに、本開示によるプローブヘッドは、また、様々なタイプの信号入力先端を受け入れるように構成された専用信号入力ポートを備えうる。

このようなプローブヘッドで電気信号を測定するには、信号入力先端を持つＤＵＴ上のプローブ地点と、アース基準線を持つＤＵＴ上の接地地点を接触させる必要がある。

本開示によるアース基準線を設けることにより、アース基準線の自己インダクタンスを補償することができ、それによって、プローブヘッドに取り付けられた信号入力先端で測定される高品質の信号をうることができる。

アース基準線内に配置された抵抗器又はフェライトビーズの形状の専用抵抗装置を使用することによって、アース基準線の自己インダクタンスの影響を補償するか又は緩和することが分かった。このような装備されたアース基準線の長さによって、高周波電気信号の測定中に自己インダクタンス駆動信号の品質損失への影響を低減する。その結果、アース基準線をより長く設計することができ、それによって、特に、ＤＵＴプローブ地点がＤＵＴ接地地点までより大きな距離で提供される用途において、より広い範囲の測定適用を可能にする。

アース基準線の自己インダクタンスの有害な効果は、接地先端とプローブコネクタとの間の電気接続部に抵抗装置を設けることによって補償することができる。

以下の記載では、本開示の例及び方法の詳細な説明を行う。好ましい例及び代替例の両方の説明は、単に例示的なものであり、変形例、修正、及び変更が明らかでありうることを当業者には理解されよう。したがって、実施例は、請求項によって定義される基礎をなす開示の態様の広さを限定しないことを理解されたい。

用語集
本明細書で使用される「抵抗装置（resistive device）」は、電気信号の高周波測定中に発生する接地リードの自己インダクタンスの影響を緩和するように構成された装置としうる。抵抗器及びフェライトビーズは、適切な抵抗装置として作用することが発明者によって見出された。

本明細書で使用される「フェライトビーズ（ferrite beads）」は、高周波電気信号を測定するためのアース基準線と組み合わせて本明細書で開示されるように使用される場合、抵抗効果も有するインダクタとして分類されうる。

本明細書で使用される「高周波（high frequency）」とは、１００ＭＨｚ以上の周波数を意味する。

本明細書で使用される「プローブヘッド（probe head）」は、高周波電気信号測定に適した、アクティブで補償されたシングルエンドのプローブヘッドを意味するが、必ずしもこれに限定されない。

次に図１を参照すると、抵抗装置を有するアース基準線の概略断面側面図が図示されている。アース基準線１０は、フレキシブル本体１２と、フレキシブル本体１２のプローブ端部１６上に配置されたプローブソケット１４と、フレキシブル本体１２の接地端部２０上に配置された接地ソケット１８と、プローブソケット１４と接地ソケット１８とを電気的に接続しかつフレキシブル本体１２内に少なくとも部分的に延在する電気接触経路２２と、電気接触経路２２内に電気的に配置された抵抗装置２４とを備えうる。図１の例示では、フレキシブル本体１２は、Ｓ字曲線で僅かに曲げられている。フレキシブル本体１２が直線状である場合、フレキシブル本体１２は、０から到達した距離までの接地ソケット１８に対するプローブソケット１４の任意の距離を可能にするように構成されうる。いくつかの実施形態において、導電性ストリップ１２は、ねじれ方向において柔軟としうる。

フレキシブル本体１２は、層状又はサンドイッチ状の構成部品の形態の複合部品としうる。フレキシブル本体１２は、導電性コア及び電気絶縁カバーを備えうる。図１において、フレキシブル本体１２は、ストリップ形状を有しており、ＦＲ－４としても知られるガラス強化エポキシ積層材料２８によって覆われた銅製のストリップ２６を備えている。銅製のストリップは、５０マイクロメートルの厚さを有することができ、ガラス強化エポキシ積層材料は、０．１ｍｍの厚さを有する。

アース基準線１０は、フレキシブル本体１２のプローブ端部１６に取り付けられたプローブソケット板３０と、フレキシブル本体１２の接地端部２０に取り付けられた接地ソケット板３２とをさらに備える。プローブソケット１４は、プローブソケット板３０に取り付けられており、接地ソケット１８は、接地ソケット板３２に取り付けられている。プローブソケット板３０は、フレキシブル本体１２に直接的に取り付けられている。プローブソケット板３０がフレキシブル本体１２に接触する領域では、フレキシブル本体１２は強固である。柔軟性は、プローブソケット板３０と接地ソケット板３２との間に延在する、フレキシブル本体１２の柔軟性長さ３４に沿ってのみ設けられる。

いくつかの実施形態では、プローブソケット板３０及び接地ソケット板３２は、フレキシブル本体１２の前側３６に取り付けられうる。抵抗装置２４は、フレキシブル本体１２の裏側３８に取り付けられうる。

いくつかの実施形態では、プローブソケット板３０及び接地ソケット板３２は、電気絶縁材料から構成され、これらの板のそれぞれが電気接触経路２２のための貫通孔４０を備えている。

いくつかの実施形態では、抵抗装置２４は、プローブ端部の抵抗装置及び接地端部の抵抗装置を備えうる。プローブ端部の抵抗装置及び接地端部の抵抗装置は、それぞれ、並列に配置された３つの個々の抵抗装置を備えうる。抵抗装置は、抵抗器又はフェライトビーズ又はそれらの組み合わせを備えうる。

電気接触経路２２は、フレキシブル本体１２の柔軟性長さ３４の全体にわたって延在する。フレキシブル本体１２内には、銅製のストリップ２６が配置されている。銅製のストリップ２６及び電気接触経路２２は、プローブソケット板３０がフレキシブル本体１２に接触しかつプローブ端部の抵抗装置が設けられた領域に到達すると、プローブ端部の抵抗装置を通ってプローブソケット電気接続リンク４２に至る。接地ソケット板３２がフレキシブル本体１２に接触し、接地端部の抵抗装置が設けられている領域に達すると、銅製のストリップ２６の端部及び電気接触経路２２は接地端部の抵抗装置を通って接地ソケット電気接続リンク４４に至る。接地ソケット電気接続リンク４４及びプローブソケット電気接続リンク４２は、それぞれ、それぞれの貫通孔４０を貫通し、これにより、プローブソケット１４と接地ソケット１８との間に電気接触経路２２が確立される。

いくつかの実施形態によれば、フレキシブル本体１２は、例えば、フレキシブルプリント回路基板（「ＰＣＢ」）を備えうる。ＰＣＢは、単層、二重層、多層ボードとしうる。ＰＣＢは、ＰＣＢ上に、構成要素、例えば、接地先端、プローブコネクタ、及び／又は、抵抗装置を半田実装するのに適した耐熱特性を有する基板材料として、ポリイミド及び／又は透明ポリエステルフィルムを更に備える。ＰＣＢは、ポリイミド誘電体層と組み合わされた、銅から構成されたトレースの導電層を備えうる。銅導電層の厚さは、約０．００２５４ｍｍ（約０．０００１インチ）から約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）まで変化させることができる。誘電体材料の厚さは、約０．０１２７ｍｍ（約０．０００５インチ）から約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）の範囲とすることができる。
銅導電層及び誘電体層は、接着剤を使用して又は蒸着技術を使用して接合されうる。

ここで図２を参照すると、図１の例示的なアース基準線の接地端部が裏側から見られるように示されており、抵抗装置２４は抵抗器を備える。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２と、フレキシブル本体１２の接地端部２０上に配置された接地ソケット１８とを備えうる。フレキシブル本体１２は、導電性コア及び電気絶縁カバーを備えうる。フレキシブル本体１２は、ストリップ形状を有し、銅製のストリップ２６と、ＦＲ－４としても知られるガラス強化エポキシ積層材料２８とを備えうる。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２の接地端部２０に取り付けられた接地ソケット板３２をさらに備えうる。接地ソケット１８は、接地ソケット板３２に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、接地ソケット板３２は、フレキシブル本体１２の前側に取り付けることができ、抵抗装置２４は、フレキシブル本体１２の裏側３８に取り付けられうる。

いくつかの実施形態では、接地ソケット１８は、導電性材料から構成されうる。いくつかの実施形態では、抵抗装置２４は抵抗器５８を備えうる。抵抗器は接地端部の抵抗器を備えうる。接地端部の抵抗器は、並列に配置された３つの個々の抵抗器からなりうる。各個々の抵抗器２４は、表面実装抵抗器とすることができる。各個々の抵抗器は、３オームの抵抗を有することができる。したがって、３つの抵抗器の合計抵抗は６０オームとすることができる。

いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、接地ソケット１８を抵抗器５８に接続する接地ソケット電気接続リンク４４を備えうる。接地ソケット電気接続リンク４４は、接地ソケット１８に面する前側（図４参照）に電気接点が設けられるように、ガラス強化エポキシ積層材料２８に埋め込むことができる。接地ソケット１８から開始して、電気経路２２の構成要素は、接地ソケット１８、接地ソケット電気接続リンク４４、３つの平行表面実装抵抗器５８、及び、銅製のストリップ２６とすることができる。いくつかの実施形態では、接地ソケット１８、接地ソケット電気接続リンク４４、平行表面実装抵抗器５８、及び銅製のストリップ２６は、共に半田付けされうる。

ここで図３を参照すると、図１の例示的なアース基準線の接地端部が裏側から見られるように示されており、抵抗装置２４はフェライトビーズを備える。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２と、フレキシブル本体１２の接地端部２０上に配置された接地ソケット１８とを備えうる。フレキシブル本体１２は、導電性コア及び電気絶縁カバーを備えうる。フレキシブル本体１２は、ストリップ形状を有し、銅製のストリップ２６と、ＦＲ－４としても知られるガラス強化エポキシ積層材料２８とを備えうる。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２の接地端部２０に取り付けられた接地ソケット板３２をさらに備えうる。接地ソケット１８は、接地ソケット板３２に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、接地ソケット板３２は、フレキシブル本体１２の前側に取り付けることができ、抵抗装置２４は、フレキシブル本体１２の裏側３８に取り付けられうる。

いくつかの実施形態では、接地ソケット１８は、導電性材料から構成されうる。いくつかの実施形態では、抵抗装置２４はフェライトビーズ６０を備えうる。フェライトビーズは、接地端部のフェライトビーズを備えうる。接地端部のフェライトビーズは、並列に配置された３つの個々のフェライトビーズからなりうる。各個々のフェライトビーズ６０は、電線６２が貫通するフェライトビーズとすることができる。

いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、接地ソケット１８をフェライトビーズ６０に接続する接地ソケット電気接続リンク４４を備えうる。接地ソケット電気接続リンク４４は、接地ソケット１８に面する前側（図４参照）に電気接点が設けられるように、ガラス強化エポキシ積層材料２８に埋め込むことができる。接地ソケット１８から開始して、電気経路２２の構成要素は、接地ソケット１８、接地ソケット電気接続リンク４４、３つの平行表面実装フェライトビーズ６０、及び、銅製のストリップ２６とすることができる。いくつかの実施形態では、接地ソケット１８、接地ソケット電気接続リンク４４、電線６２、及び銅製のストリップ２６は共に半田付けされうる。ここで図４を参照すると、図１の例示的なアース基準線の接地端部が、前側から見て示されている。図４は、図２及び図３に示される両方の実施形態を等しく表す。図４は、裏側から前側３６に反転した図を表す。いくつかの実施形態では、接地ソケット板３２は、長方形の断面を有しうる。接地ソケット板３２は、例えば接着によってフレキシブル本体１２に固定して取り付けることができる。接地ソケット板３２は、フレキシブル本体１２のガラス強化エポキシ積層材料２８と面一としうる。接地ソケット１８は、フレキシブル本体１２の長手軸線２３に直交して配置され、フレキシブル本体１２を越えて突出する突出シリンダ１９を備えうる。接地ソケット１８は、さらに、接地ソケット板３２の中央に配置されかつフレキシブル本体１２の長手軸線２３に直交する接地ソケットシリンダシャフト２１を備えうる。

いくつかの実施形態では、接地ソケット１８は、接地ソケット１８の本体軸線２５に沿って設けられた円筒形の穴を備えうる接地先端レセプタクル４６を備えうる。接地先端レセプタクル４６は、接地ソケット１８の本体軸線２５に沿ってレセプタクル４６内に取り外し可能に挿入することができる、図８を参照する接地先端５０を受け入れるように構成されている。

ここで図５を参照すると、図１の例示的なアース基準線のプローブ端部が裏側から見られるように示されており、抵抗装置２４は抵抗器を備える。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２と、フレキシブル本体１２のプローブ端部１６上に配置されたプローブソケット１４とを備えうる。フレキシブル本体１２は、導電性コア及び電気絶縁カバーを備えうる。フレキシブル本体１２は、ストリップ形状を有し、銅製のストリップ２６と、ＦＲ－４としても知られるガラス強化エポキシ積層材料２８とを備えうる。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２のプローブ端部１６に取り付けられたプローブソケット板３０をさらに備えうる。プローブソケット１４は、プローブソケット板３０に取り付けられうる。いくつかの実施形態では、プローブソケット板３０は、フレキシブル本体１２の前側に取り付けることができ、抵抗装置２４は、フレキシブル本体１２の裏側３８に取り付けられうる。

いくつかの実施形態では、プローブソケット１４は、導電性材料から構成されうる。いくつかの実施形態では、抵抗器５８はプローブ端部の抵抗器を備えうる。プローブ端部の抵抗器は、並列に配置された３つの個々の抵抗器からなりうる。各個々の抵抗器５８は表面実装抵抗器としうる。各個々の抵抗器は、１８０オームの抵抗を有することができる。３つの抵抗器の合計抵抗値は、６０オームとしうる。

いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、プローブソケット１４を抵抗器５８に接続するプローブソケット電気接続リンク４２を備えうる。プローブソケット電気接続リンク４２は、電気接点がプローブソケット１４に面する前側（図５参照）に設けられるように、ガラス強化エポキシ積層材料２８に埋め込まれうる。プローブソケット１４から開始して、電気経路２２の構成要素は、プローブソケット１４、プローブソケット電気接続リンク４２、３つの平行表面実装抵抗器５８、及び、銅製のストリップ２６としうる。いくつかの実施形態では、プローブソケット１４、プローブソケット電気接続リンク４２、平行表面実装抵抗器５８、及び、銅製のストリップ２６は、共に半田付けされうる。

ここで図６を参照すると、図１の例示的なアース基準線のプローブ端部が裏側から見られるように示されており、抵抗装置２４はフェライトビーズを備える。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２と、フレキシブル本体１２のプローブ端部１６上に配置されたプローブソケット１４とを備えうる。フレキシブル本体１２は、導電性コア及び電気絶縁カバーを備えうる。フレキシブル本体１２は、ストリップ形状を有し、銅製のストリップ２６と、ＦＲ－４としても知られるガラス強化エポキシ積層材料２８とを備えうる。いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、フレキシブル本体１２のプローブ端部１６に取り付けられたプローブソケット板３０をさらに備えうる。プローブソケット１４は、プローブソケット板３０に取り付けられうる。いくつかの実施形態では、プローブソケット板３０は、フレキシブル本体１２の前側に取り付けることができ、抵抗装置２４は、フレキシブル本体１２の裏側３８に取り付けられうる。

いくつかの実施形態では、プローブソケット１４は、導電性材料から構成されうる。いくつかの実施形態では、フェライトビーズ６０はプローブ端部のフェライトビーズ備えうる。プローブ端部のフェライトビーズは、並列に配置された３つの個々のフェライトビーズからなりうる。各個々のフェライトビーズ６０は、フェライトビーズ６０を貫通する電線６２を備えうる。

いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、プローブソケット１４をフェライトビーズ６０に接続する、プローブソケット電気接続リンク４２を備えることができる。プローブソケット電気接続リンク４２は、電気接点がプローブソケット１４に面する前側（図７参照）に設けられるように、ガラス強化エポキシ積層材料２８に埋め込まれうる。プローブソケット１４から開始して、電気経路２２の構成要素は、プローブソケット１４、プローブソケット電気接続リンク４２、３つの平行表面実装フェライトビーズ６０、及び、銅製のストリップ２６とすることができる。いくつかの実施形態では、接地ソケット１８、接地ソケット電気接続リンク４４、電線６２、及び、銅製のストリップ２６は共に半田付けされうる。ここで図７を参照すると、図１の例示的なアース基準線のプローブ端部が、前側から見て示されている。図７は、図５及び図６に示される両方の実施形態を等しく表す。図７は、裏側から前側３６に反転した図を表す。いくつかの実施形態では、プローブソケット板３０は、長方形の断面を有しうる。プローブソケット板３０は、例えば、接着によってフレキシブル本体１２に固定して取り付けることができる。プローブソケット板３０は、フレキシブル本体１２のガラス強化エポキシ積層材料２８と面一としうる。プローブソケット１４は、フレキシブル本体１２の長手軸線２３に直交して配置されかつフレキシブル本体１２を越えて突出する、プローブ接続ピン４８を備えうる。プローブ接続ピン４８は、図９に示すプローブヘッド２００の雌型接地ポート２０４内に挿入されるように構成されている。プローブ接続ピン４８は、プローブ接続ピン本体軸線４９に沿ってレセプタクル４６内に取り外し可能に挿入されうる。

図１～図７に示すインダクタンスデバイス２４の構成は、単に例示的な実施形態に過ぎない。３つの抵抗装置２４を有する代わりに、１つ、２つ又は以上の抵抗装置を、異なるサイズ及び構成で利用することができる。本開示によるアース基準線は、抵抗器、フェライトビーズ、又は、それらの組み合わせを備えうる。当業者であれば、過度の負担なしに、個々の用途に合わせた簡単な実験を通して抵抗装置２４の効果的な構成を特定することができる。

次に図８を参照すると、例示的な実施形態のアース基準線が正面図で示されている。アース基準線１０は、図２～図７に開示されているようなアース基準線としうる。該当する場合、同じ原則、定義及び説明が適用される。アース基準線１０は、柔軟性長さ３４を有するフレキシブル本体１２を備えうる。いくつかの実施形態において、柔軟性長さ３４は、例えば、３ｃｍより大きく又は５ｃｍより大きくしうる。

いくつかの実施形態では、接地ソケット１８及びプローブソケット１４は、導電性材料から構成される。プローブソケット１４は、プローブヘッド接続ピン４８を介してプローブヘッドの接地ポートに取り付けられるように構成することができる。接地ソケット１８は、接地先端５０を受け入れるように構成することができる。図８に示す例示では、接地先端５０が接地ソケットに取り付けられている。

いくつかの実施形態では、アース基準線１０は、プローブソケットカバー５６及び接地ソケットカバー５２をさらに備えうる。プローブソケットカバー５６と接地ソケットカバー５２とを電気的に絶縁することができることによって、プローブソケット１４と接地ソケット１８とをそれぞれ遮蔽することができる。プローブソケットカバー５６及び接地ソケットカバー５２は、それぞれ、組み立て及び分解することができ、それによってプローブソケット及び接地ソケットにそれぞれ取り外し可能に取り付けられる、２つの実質的に中空の筒状の半シェルを備えうる。

いくつかの実施形態では、接地ソケットカバー５２は、接地ソケットが、人間の手、ロボットアーム、及び／又は、ツールを使用して予め定めた位置に保持されうるように構成された取り付け面５４を備えうる。取り付け面５４は、接地ソケットシリンダシャフト軸線２１に沿ってフレキシブル本体１２を越えて配置され、補助締結手段とフレキシブル本体１２との間の安全な距離を可能にする。取り付け面５４は、取り付け面５４を適切に固定するための外部の幾何学的要求に合うように便利に調整することができる。

次に図９を参照すると、例示的な実施形態のＤＵＴ上の高周波電気信号を測定するための測定装置が斜視図で示されている。いくつかの実施形態において、測定装置１００は、電気信号入力ポート２０２及び高インピーダンス接地接続ポート２０４を有するプローブヘッド２００を備えうる。測定装置１００は、電気信号入力ポートに取り付けられた電気信号入力先端２０６をさらに備えうる。測定装置１００は、アース基準線１０のプローブソケット１４を介して高インピーダンス接地接続ポート２０４に取り付けられた、本開示によるアース基準線１０をさらに備えうる。アース基準線１０は、さらに、アース基準線１０の接地ソケット１８に取り付けられた接地先端５０を備えうる。接地先端５０は、接地パッド３０４上で試験板３００と接触することができる。

入力先端２０６は、ＤＵＴの信号線３０２上に配置することができる。このＤＵＴは、図９において試験板３００によって実証される。実際のＤＵＴは、通常、回路基板等上の所与の信号線を測定するときに、接地先端５０を配置するための選択肢がほんのわずかしかない。フレキシブル本体１２によって、電気信号入力先端２０６から離間した様々な位置に接地先端５０を配置することができる。アース基準線１０の抵抗装置２４のために、アース基準線１０の自己インダクタンスは、電気信号入力先端２０６と接地先端５０との間の相対距離に関係なく補償されうる。

次に図１０を参照すると、ＤＵＴ上の高周波電気信号を測定するために本開示によるアース基準線を使用する例示的な測定方法の概略フローチャートが示されている。いくつかの方法ステップにおいて、操作者は、電気信号入力先端をプローブヘッドの電気信号入力ポートに取り付けるステップ（Ｓ１０）を実行しうる。操作者は、アース基準線のプローブソケットを高インピーダンス接地接続ポートに接続することによって、本開示によるアース基準線をプローブヘッドの高インピーダンス接地接続ポートに取り付けるステップ（Ｓ１２）を実行することができる。操作者は、プローブヘッドに電力を供給し、プローブヘッドをデータ取得装置に接続するステップ（Ｓ１４に）を実行しうる。ＤＵＴ上の信号線をプローブ先端に接触させるステップ（Ｓ１６）を行うことができる。操作者は、ＤＵＴ上の接地パッドを接地先端と接触させるステップ（Ｓ１８）を実行しうる。自己インダクタンス駆動信号の品質損失が実質的にない状態で高周波電気信号の測定を行うステップ（Ｓ２０）が実行される。

ここで図１１を参照すると、柔軟性長さ３２ｍｍに対して二重対数線図を使用して周波数領域における測定信号が示されている。

使用したプローブヘッドは、６ｍの単一遮蔽信号出力ケーブルを使用した補償型アクティブプローブヘッドであった。ケーブルによる減衰はプローブヘッドの補償回路で補償した。

実線は、６０オームとなる、抵抗装置として３つの１８０オーム抵抗器を並列に使用した実験を表している。３２ｍｍのアース基準線のインダクタンスは約１４ｎＨであった。点線は、同じ寸法でありながら抵抗器がないアース基準線を表している。

周波数領域プロット（実線）の点Ｍ５で示されるように、１．５２ＧＨｚの帯域幅では、１．０ｄＢのピーク及び１１％のオーバーシュートのみが観察された。抵抗器を使用した実験では、３ｄＢのカットオフ周波数、点Ｍ６をより高い帯域幅で到達していた。

次に図１２を参照すると、５２ｍｍの柔軟性長さに対して二重対数線図を使用して周波数領域における測定信号が示されている。測定された周波数ドメイン特性は、本開示によれば、５２ｍｍのアース基準線を有するアクティブ高周波プローブを使用して測定された。

使用したプローブヘッドは、６ｍの単一遮蔽信号出力ケーブルを使用した補償型アクティブプローブヘッドであった。ケーブルによる減衰はプローブヘッドの補償回路で補償した。

実線は、６０オームとなる、３つの１８０オーム抵抗器を並列に使用した実験を表している。５２ｍｍのアース基準線のインダクタンスは約１４ｎＨであった。点線は、同じ寸法でありながら抵抗器がないアース基準線を表している。

結論
本開示の多数の実施形態について説明した。本明細書は、多くの特定の実施の詳細を含むが、これらの詳細は、いかなる開示の技術的範囲又は特許請求されうるものの制限として解釈されるべきではない。

個々の実施形態の文脈で本明細書に記載される特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実施することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施形態において別々に、又は任意の適切なサブコンビネーションで、組み合わせて実施することもできる。さらに、特徴は、一定の組み合わせで作用するものとして上述され、そのようなものとして最初に特許請求されたものでさえも説明されうるが、いくつかの場合には、特許請求された組み合わせから１つ以上の特徴は、組み合わせから除外されることができ、特許請求された組み合わせは、サブコンビネーション又はサブコンビネーションの変形に向けることができる。

同様に、動作は特定の順序で図面に描かれているが、このことは、そのような動作が示された特定の順序又は逐次的な順序で実行されること、又は例示された全ての動作が実行され、望ましい結果を達成することを要求するものとして理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスクと並列処理が有利な場合がある。

以上、主題の特定の実施例について説明した。他の実施形態は、以下の請求の技術的範囲内にある。ある場合には、請求項に記載された動作は異なる順序で実行することができ、なお望ましい結果を達成することができる。加えて、添付の図に描かれるプロセスは、望ましい結果を達成するために、必ずしも特定の順序が示されたり、逐次的な順序を必要としない。特定の実施形態では、マルチタスク処理及び並列処理が有利である場合がある。それにもかかわらず、請求の範囲の開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な改変が行われてもよいことが理解されるであろう。

１０ アース基準線
１２ フレキシブル本体
１４ プローブソケット
１６ プローブ端部
１８ 接地ソケット
１９ 突出シリンダ
２０ 接地端部
２１ 接地ソケットシリンダシャフト軸線
２２ 電気接触経路
２３ フレキシブル本体の長手方向軸線
２４ 抵抗装置
２５ 接地ソケットの本体軸線
２６ 銅製のストリップ
２８ ガラス強化エポキシ積層材料
３０ プローブソケット板
３２ 接地ソケット板
３４ 柔軟性長さ
３６ 前側
３８ 裏側
４０ 貫通孔
４２ プローブソケット電気接続リンク
４４ 接地ソケット電気接続リンク
４６ 接地先端レセプタクル
４８ プローブ接続ピン
４９ プローブ接続ピン本体軸線
５０ 接地先端
５２ 接地ソケットカバー
５４ 取り付け面
５６ プローブソケットカバー
５８ 抵抗器
６０ フェライトビーズ
６２ 電線
１００ 測定装置
２００ プローブヘッド
２０２ 電気信号入力ポート
２０４ 高インピーダンス接地接続ポート
２０６ 電気信号入力先端
３００ 試験板
３０２ 信号線
３０４ 接地パッド

Claims (14)

1. プローブヘッドを使用して高周波電気信号を測定するためのアース基準線であって、
   前記アース基準線が、
   フレキシブル本体と、
   前記フレキシブル本体のプローブ端部上に配置されたプローブソケットと、
   前記フレキシブル本体の接地端部に配置された接地ソケットと、
   前記プローブソケットと前記接地ソケットを電気的に接続しかつ前記フレキシブル本体内に少なくとも部分的に延在する電気接触経路と、
   前記電気接触経路内に電気的に配置された抵抗装置とを備える、アース基準線。
2. 前記フレキシブル本体は、導電性コア及び電気絶縁カバーを備える、請求項１に記載のアース基準線。
3. 前記フレキシブル本体は、ストリップ形状を有し、ガラス強化エポキシ積層材料によって覆われた銅製のストリップを備える、請求項１又は２に記載のアース基準線。
4. 前記フレキシブル本体は、０．８ｍｍ未満の合計厚さを有する、請求項２に記載のアース基準線。
5. 前記アース基準線は、前記フレキシブル本体の前記プローブ端部に取り付けられたプローブソケット板と、前記フレキシブル本体の前記接地端部に取り付けられた接地ソケット板とをさらに備え、
   前記プローブソケットが前記プローブソケット板に取り付けられ、前記接地ソケットが前記接地ソケット板に取り付けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載のアース基準線。
6. 前記プローブソケット板が前記フレキシブル本体の前側に取り付けられかつ前記抵抗装置が前記フレキシブル本体の裏側に取り付けられ、かつ／又は、
   前記接地ソケット板が前記フレキシブル本体の前側に取り付けられかつ前記抵抗装置が前記フレキシブル本体の裏側に取り付けられている、請求項４に記載のアース基準線。
7. 前記プローブソケット板及び／又は前記接地ソケット板は、電気絶縁材料から構成され、前記プローブソケット板及び前記接地ソケット板のそれぞれが導電経路用の貫通孔を備える、請求項４に記載のアース基準線。
8. 前記抵抗装置は抵抗器を備え、前記抵抗器は、プローブ端部の抵抗器及び／又は接地端部の抵抗器を備え、前記プローブ端部の抵抗器及び／又は前記接地端部の抵抗器は、１つ又は２つ以上の個々の抵抗器を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のアース基準線。
9. 前記抵抗装置は、フェライトビーズを備え、前記フェライトビーズは、プローブ端部のフェライトビーズ及び／又は接地端部のフェライトビーズを備え、前記プローブ端部のフェライトビーズ及び／又は前記接地端部のフェライトビーズは、１つ又は２つ以上の個々のフェライトビーズを備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のアース基準線。
10. 前記プローブソケット及び前記接地ソケットは、導電性材料から構成されており、前記プローブソケットは、プローブヘッドの接地ポートに取り付けられるように構成されており、前記接地ソケットは、接地先端を受け入れるように構成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載のアース基準線。
11. 前記アース基準線は、プローブソケットカバー及び接地ソケットカバーをさらに備え、前記プローブソケットカバー及び前記接地ソケットカバーは、それぞれ、前記プローブソケット及び前記接地ソケットに取り外し可能に取り付けられるように構成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のアース基準線。
12. 前記接地ソケットカバーは、前記接地ソケットが、人間の手、ロボットアーム、及び／又は、ツールを使用して予め定めた位置に保持されうるように構成された取り付け面を備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載のアース基準線。
13. ＤＵＴ上の高周波電気信号を測定する測定装置であって、
    前記測定装置は、
    ａ．電気信号入力ポートと高インピーダンス接地接続ポートとを有するプローブヘッドと、
    ｂ．前記電気信号入力ポートに取り付けられた電気信号入力先端と、
    ｃ．前記プローブソケットを介して前記高インピーダンス接地接続ポートに取り付けられている請求項１に記載のアース基準線とを備える、測定装置。
14. 請求項１に記載のアース基準線を使用してＤＵＴ上の高周波電気信号を測定する方法であって、
    前記方法は、
    電気信号入力先端をプローブヘッドの電気信号入力ポートに取り付けるステップと、
    前記アース基準線の前記プローブソケットを前記プローブヘッドの高インピーダンス接地接続ポートに接続することによって、請求項１に記載の接地接続ポートを、前記プローブヘッドの高インピーダンス接地接続ポートに取り付けるステップと、
    前記プローブヘッドに電力を供給し、前記プローブヘッドをデータ取得装置に接続するステップと、
    前記ＤＵＴ上の信号線とプローブ先端とを接触させるステップと、
    前記ＤＵＴ上の接地パッドと接地先端を接触させるステップと、
    高周波電気信号の測定を、自己インダクタンス駆動信号の品質損失が実質的にない状態で行うステップとを備える、方法。