如何将PDN探头应用于快速，轻松地进行高质量测量

不要将1端口PDN探头与10：1比例的无源示波器探头混淆。它们与1端口PDN探头几乎没有共通之处，只是缺少探头衰减而改善了信噪比。1端口PDN探针在许多方面都很特殊，而且比实际情况还要复杂。本文不仅是对1端口PDN探头的介绍，而且还提供了一些示例，说明了如何将其应用于快速，轻松地进行高质量测量。

浏览器级探针

几家公司生产和分销高频TDR探头。这些探头通常设计用于非常高的频率测量，通常为10GHz或更高。这些探针设计用于带有显微镜支持的尖端放置的复杂探针台。

1端口PDN探针（例如图1中所示的Picotest P2100A）被设计为手持式浏览器探针。所示的手持式浏览器探头是低频探头，支持DC至1.5GHz。有一些显着的特征可以确保高质量，精确的测量。

图1在演示板上执行短开负载校准时，显示了Picotest P2101A 1端口PDN探头。

精确地50Ω

第一个特性是探针特性阻抗必须精确地为50Ω。探针电缆和探针连接器之间的连接不良或探针电缆和探针头之间的不匹配会导致探针尖端的寄生电容较小。这会导致较差的频率响应，并可能给测量增加大量（和错误的）振铃。由于探针是电感性的，因此重要的是，探针不可为电容性的，以确保在由于尖端电感而导致带宽受限的情况下，测量不会振铃。

那么，什么决定了探查带宽？主导项是引脚电感，此探头的电感约为5nH，因此带宽为：

图2使用Copper Mountain Technologies S5048 VNA来直接测量带宽，从而确认了测量结果。

与VNA一起使用时，可以将探头校准到比此频率稍高的频率，但与示波器一起使用时则不能。探头必须端接至50Ω，尽管端接可以是AC，以保护仪器免受被测设备（DUT）的工作电压，并防止由于50Ω端接而改变DUT的DC工作点。可以使用具有所需频率范围的任何合适的DC模块。Picotest PDN探头包括一个500Hz至6GHz的DC模块，可与任何50Ω的仪器或探头一起使用。

小巧

探头必须既小又纤细，以使其适合于狭窄的地方，例如现代的高密度电路板。浏览器探针可能需要长时间放置，因此需要舒适且易于抓握。像这样的一些探头已经过橡胶处理，以提供防滑的舒适性。当然，当需要免提操作时，探头可与任何探头架或探头台一起使用。如图3所示，该探针安装在SKID探针台中。

图3.该板已安装到SKID探针台中，并且该工作站上的3D探针支架牢牢抓住探针。探头的防滑表面有助于防止探头位置漂移。

可变螺距和固定长度

尽管弹簧式尖端和接地引线很方便，但由于其本身的性质，它们无法从测量中进行校准。例如，弹簧销钉将呈现取决于弹簧销钉的突出的电感。以类似的方式，飞地引线可以根据导线的位置改变电感。由于这些原因，重要的是提供固定的引脚长度解决方案以实现最大带宽。
探头如图1所示，带有偏置的接地引脚。该引脚允许旋转，以提供可变的螺距，同时保持均匀的电感，从而使探头适合任何尺寸的设备，同时还保持合理的校准。

双向探针

通常认为探头是一种将信号从DUT传输到要记录的仪器的工具。PDN探头是一种双向探头，它允许将信号传递到DUT以及将信号从DUT发送到测量仪器。当对故障排除或优化设计时，这通常是合乎需要的。通过向DUT发送噪声信号，可以评估响应，突出设计中的软点。

大量的应用程序

1端口探头可以简化许多必要的测量，包括许多在线测量：

• 纹波和噪声，包括高达1GHz +的高频PDN噪声
• 1端口反射阻抗，包括有源器件
• 元件阻抗测量，RLC测试
• 无创稳定性评估
• 电路灵敏度测试，将噪声注入DUT

测量示例

图4显示了使用1端口PDN探头进行测量的一些示例。这些测量包括非常小的信号瞬态响应，显示了1：1 PDN探头的出色信噪比。另一个示例显示了如何通过1端口探头将宽带噪声连接到DUT，以评估时钟抖动灵敏度。使用1端口探头执行的阻抗显示了由于使用负载电容器而导致的谐振阻抗。该阻抗峰值将成为DUT中的噪声源。最后，一系列的三个阻抗测量结果显示了对非常低的负载电流（范围从0mA至5mA）的灵敏度。非侵入性稳定性裕度还用于根据此阻抗测量值确定控制回路的相位裕度。在此示例中，相位裕度为44.8度。

编辑：hfy