Радиожиілік зондтар: принциптері, түрлері және қолданылуы
RF probe
RF зондтары – радиожиілік сигналдарды өлшеуге арналған құрал. 1980 ж. ойлап табылды, электрондық схемаларды тестілеуде маңызды. Жоғары жиілікті өлшеуге көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Радиожиілік зонд — электрондық сынақ жабдықтарына электрондық тізбекте радиожиілік (RF) сигналын өлшеуге мүмкіндік беретін құрылғы.
An RF probe is a device which allows electronic test equipment to measure radio frequency (RF) signal in an electronic circuit.
Тарих
1980 жылы Рид Глисон мен Эрик Стрид Tektronix компаниясында жұмыс істеген кезде алғашқы жоғары жиілікті пластиналық зондты ойлап тапты. Кейіннен олар 1983 жылы Cascade Microtech компаниясын құрды. Радиожиіліктік (RF) энергияны өлшеу, өлшенетін тізбектің ерекшеліктеріне және қолда бар өлшеу құралдарына байланысты, бір немесе бірнеше себептерге байланысты қиын болуы мүмкін. Бірінші қиындық, өлшенетін RF энергиясы қолда бар сынақ құралдары, мысалы, тар жолақты осциллограф тікелей өңдеуге қабілетсіз тым жоғары жиілікте болғанда туындайды. Мұндай жағдайда RF энергияны тұрақты токқа (DC) немесе тұрақты токқа жуық сигналға түрлендіру қажет. Бұл жағдайда RF сигналын DC сигналға түрлендіру үшін кейде RF детектор деп аталатын қарапайым зондты пайдалануға болады. Мұндай құрылғы RF түзеткіш ретінде жұмыс істейді және импульстік тұрақты кернеуді қамтамасыз етеді. Қиындықтың екінші түрі, электр ортасындағы шағын өзгерістерге сезімтал тізбекте RF энергиясын өлшеу қажет болғанда туындайды. Мысалы, кейбір осциллятор тізбектерінде белсенді компоненттерге жақын жердегі қарапайым сымның болуы тербелістің амплитудасын немесе жиілігін өзгерте алады, тіпті тізбектің тербелуіне тосқауыл қоюы мүмкін. Мұндай жағдайда сигналды тізбектен өте аз энергияны алатын өлшеу зонды арқылы алу керек. Бұл өте жұқа өткізгіштерді немесе тізбектің белсенді элементтерінен ең аз қашықтықта сақталатын кішкентай орамдарды қолдану арқылы жүзеге асырылады. Егер тізбектің жүктемесі, жоғары жиілігі емес, нақты проблема болса, әртүрлі кішкентай геометриялы, жоғары кедерісті зондтарды қолдануға болады, кейде тізбектен алынған аз энергияны қолда бар жоғары жиілікті сынақ құралдарымен өлшеуге мүмкіндік беретін деңгейге дейін күшейту үшін күшейткішті қосады. Ішкі және сыртқы өткізгіштері серіпті болатын коаксиалды құрылымдар қазіргі заманғы байланыс электроникасы үшін RF зонды ретінде қызмет ете алады. Мұндай зондтар, мысалы, жаппай өндірісте, байланыс электроникасының тізбектік сынағында, атап айтқанда ұялы телефон өндірісінде қолданылады. RF зондтары баспалы схема тақталарындағы қосқыштар мен RF іздері, сондай-ақ RF компоненттерінің қосылымдары үшін ерекше маңызды. Мұндай жүйелерде, көптеген басқа RF тізбектері сияқты, зондтың кедерісін сыналып жатқан нысанмен (DUT) сәйкестендірудің жоғары талабы бар. Тиімді сәйкестендіру шағылысуды болдырмайды, бұл өз кезегінде тиімді қуат беруге әкеледі. Қуатты тиімді түрде беру үшін екінші талап – қосылу жоғалтуын мүмкіндігінше төмен ұстау. Бұл параметрлерді оңтайландыру жиілік артқан сайын қиын болады.
In 1980 Reed Gleason and Eric Strid invented the first high frequency wafer probe while working at Tektronix. They later went on to found Cascade Microtech in 1983. RF energy may be challenging to measure for one or more reasons, depending on the nature of the circuit to be measured and the measuring equipment at hand. The first kind of difficulty arises when the RF energy to be measured is at a frequency too high for available test equipment, such as a low bandwidth oscilloscope, to process directly. In that case, the RF has to be converted to a DC or near DC signal. In this situation, a simple probe type sometimes called an RF detector can be used to convert the RF signal to DC. Such device will work as a RF rectifier and give a pulsed DC voltage. The second kind of difficulty arises when RF energy has to be measured in a circuit which is sensitive to small changes in its electrical environment. For example, with some oscillator circuits, the presence of an ordinary wire within a few centimeters of the active components may change the amplitude or frequency of oscillations, or even prevent the circuit from oscillating at all. In that case, the signal has to be acquired by a measurement probe which extracts very little energy from the circuit. This can be achieved by employing very thin conductors, or tiny coils kept at some minimum separation from the active elements of the circuit. In a situation, where circuit loading rather than high frequency is the real problem, a variety of small geometry, high impedance probes can be used, sometimes including an amplifier to boost the tiny amount of energy extracted from the circuit to a level that allows it to be measured by available high frequency test equipment. Coaxial structures with spring loaded inner and outer conductors can serve as an RF probe for modern communication electronics. Such probes are for instance being used in mass production, in line testing of communication electronics such as mobile phone industry. RF probes are especially relevant for switches and RF traces in printed circuit boards as well as terminations of RF components. In such systems, like many other RF circuits, there is a higher requirement of matching probe impedance with that of the DUT. Efficient matching avoids reflection which in turn leads to efficient power transfer. The second challenge to keep the power transfer efficient, is to keep the insertion loss as low as possible. Optimizing these parameters generally gets more challenging as the frequency increases.