[发明专利]减小被测设备的探针负载的信号采集系统

说明书

本发明涉及减小待测设备的探针负载的信号采集系统。一种信号采集系统具有信号采集探针，信号采集探针具有耦合到电阻中心导体信号电缆的探针针尖电路。信号采集探针的电阻中心导体信号电缆经由信号处理仪器中的输入节点和输入电路而耦合到信号处理仪器中的补偿系统。信号采集探针和信号处理仪器在输入节点处具有失配的时间常数，其中补偿系统具有带有反馈环电路的输入放大器和耦合到输入电路的提供零极点对的分路零极点对以用于在信号采集系统频率带宽上保持平坦性。

本申请是国家申请号为201010501720.8，申请日为2010年9月30日，发明名称为“减小被测设备的探针负载的信号采集系统”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

该部分继续申请要求2009年9月30日提交的美国专利申请序列号12/571,236的优先权。

技术领域

本发明大体涉及从被测设备采集(acquire)信号并且更具体地涉及一种使用具有减小电容的信号采集探针(probe)来减小被测设备的负载的信号采集系统。

背景技术

传统的无源电压探针10一般由在探针针尖14的电阻-电容并联网络12(在图1中示为R_T和C_T)组成，该电阻-电容并联网络12经由电阻中心导体信号电缆(resistive centerconductor signal cable)16耦合到补偿盒中的补偿电路18。补偿电路18具有电阻元件R_C1和R_C2以及电容元件C_C。R_C1与电缆16串联且R_C2与可变电容器C_C串联。补偿电路18耦合到诸如示波器、频谱分析器、逻辑分析器等等之类的测量测试仪器22的输入电路20。一般地，示波器的输入电路20包括示为R_TS和C_TS的输入电阻-电容网络24，其与提供与10到20皮法(pf)的电容并联的1MΩ的示波器输入阻抗的开关输入衰减电路(未示出)相关联。开关输入衰减电路的输出耦合到前置放大器26的输入。示波器被校准以提供从示波器的输入到前置放大器的输出的标称平坦的频率响应传递函数。

补偿电路18提供电缆16的电阻和电容端接(termination)以最小化反射并且给测量测试仪器22提供具有标称平坦的频率响应的传递函数。可变补偿电容器C_C是用户可调节的以在单独示波器通道的输入电容的变化期间匹配探针的电容和电阻分压比。电阻元件R_C1提供在高频下电阻电缆16与示波器输入的端接匹配(其中电缆Z₀≈155Ω)。与可变电容器C_C串联的R_C2改进了到示波器中的电容负载中的电缆端接。

针尖电阻R_T、电缆端接电阻器R_C1和输入电阻R_TS对于DC到低频输入信号形成分压器衰减网络。为了适应宽频率范围的输入信号，使用横跨针尖电阻元件R_T的分路(shunt)针尖电容器C_T以及横跨端接电阻元件R_TS的输入电容器C_TS和分路端接电容器C_C来补偿电阻分压器衰减网络。为了获得正确补偿的分压器，探针针尖电阻-电容并联网络12的时间常数必须等于包括C_cable和C_C的端接电阻-电容并联网络24的时间常数。