[发明专利]一种有源低压单端示波器探头

说明书

本发明提出了一种有源低压单端示波器探头，包括：探头射频放大端、信号偏置处理部分和EEPROM；探头射频放大端包括探头探针、探头放大器、衰减网络；衰减网络由厚膜微带电路实现，包括电阻网络和输入电容，输入电容采用微波平板电容粘在厚膜微带片上，厚膜电路通过导电胶粘在印制板上，厚膜电路和印制板之间的射频通路通过金网连接；EEPROM实现示波器对探头的识别及存储补偿和校准数据。本发明示波器探头的输入电容采用平板电容，降低分布电容和分布电阻对前端的影响；采用市场上成熟的射频差分放大芯片来放大射频信号，和国外的产品对比具有成本低，可靠性好等优点。

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种有源低压单端示波器探头。

背景技术

示波器探头将示波器的输入连接到要测量的电压节点。传统上，常用的探头分为三种类型：高阻抗无源探头、低容抗传输线探头和有源探头。

示波器中高阻无源探头的输入阻抗高，但带宽做不高，低阻无源探头带宽可以做高但输入阻抗不高。有源探头则可以实现高输入阻抗和高频率带宽，有源探头的优点还包括对信号源的负载很低，探头尖端具有可调的直流偏置(对直流电平上叠加的交流信号具有高分辨率)，以及能够被示波器自动识别，无须手动调节。有源探头采用了诸如场效应晶体管等有源元件，其输入电容非常低，对于在大频率范围内保持高输入阻抗来说很有好处。有源探头的所有优异特性都是由其前端的放大器带来的，但是这个高带宽的放大器造价很高，而且又要放在探头前端有限的空间内，因此实现成本很高。一般无源探头的价格都是几百美金左右，而有源探头的价格普遍在几千美金量级，所以有源探头高成本限制了其在测量领域的应用。

发明内容

为解决现有技术中有源探头成本高昂的问题，本发明提出了一种有源低压单端示波器探头，利用现有市场上的商用射频芯片、厚膜微带集成电路和印制板实现频率高达4GHz的有源单端示波器探头。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种有源低压单端示波器探头，包括：

探头射频放大端、信号偏置处理部分和EEPROM；

探头射频放大端包括探头探针、探头放大器、衰减网络；

衰减网络由厚膜微带电路实现，包括电阻网络和输入电容，输入电容采用微波平板电容粘在厚膜微带片上，厚膜电路通过导电胶粘在印制板上，厚膜电路和印制板之间的射频通路通过金网连接；

EEPROM实现示波器对探头的识别及存储补偿和校准数据；

射频信号通过探头前端的探针进入探头，高频部分通过平板电容进入射频差分放大器进行放大，低频部分通过电阻网络然后进入射频差分放大器放大，放大后的射频信号通过射频同轴电缆进入到示波器30输入端。

可选地，信号补偿处理电路对射频差分放大器进行补偿，补偿信号由示波器给出，然后经过补偿放大器将补偿信号加到探头放大器，对其进行补偿控制；补偿放大器采用通用运算放大器，采用数字电位器对运算放大器的增益进行控制，数字电位器采用数字方式控制电阻组合，实现特定的阻值，从而对运算放大器的增益进行控制，实现对探头放大器的精确补偿。

本发明的有益效果是：

(1)由于采用商用芯片实现射频放大和补偿控制，性能一致性高，成本低，可靠性好。

(2)由于使用了厚膜集成电路技术，故整个电路的高频杂散小，体积较小，集成度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。