专利名称：有可缩回双缓冲变间距尖端和eos/esd保护的差动测量探测器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及信号获取探测器并且更特定地涉及具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，并且具有过度电性应力(EOS)和静电放电(ESD)保护能力的差动测量探测器。
背景技术：
使用差动时域反射计(TDR)探测器将阶跃脉冲发射到测试中的设备上并且接收从设备反射的返回脉冲。将返回脉冲连接到采样头，采样头产生返回信号的离散的样本。由于测试中的设备上的测试点的间距可变，希望提供具有可变间距的探测尖端的差动TDR探测器。一种这样的差动TDR探测器为Inter-Continental Microwave，SantaClara，CA生产并且销售的A0134332差动TDR探测器。可变间距的差动TDR探测器具有使用两个螺钉安装到板簧的单独的TDR探测器。每个TDR探测器具有金属性的外壳，外壳的一端具有用于连接信号电缆的有螺纹的连接器。基本为矩形的构件从连接器下方向外延伸并且具有有螺纹的孔，用于接收将TDR探测器固定到板簧的螺钉。矩形构件的下方为圆形部分，该圆形部分过渡为狭窄的矩形探测器尖端构件。探测器尖端构件具有接收RF针的孔和电介质构件。RF针电连接到有螺纹的连接器的中心信号触点。附加的孔形成在狭窄的矩形探测器尖端构件内，用于接收接地弹簧针(pogo pin)。不同的孔允许接地弹簧针定位在距离RF针不同的距离。可变间距的调节夹定位在TDR探测器上方，邻近狭窄的矩形探测器尖端构件。调节夹具有U形部分和平的部分，用螺钉将该两个部分固定在一起。U形构件的两个相对的侧具有接收延伸通过U形构件的侧并且进入U的内部空间的调节帽螺钉的有螺纹的孔。有螺纹的孔形成在U形构件的底部内并且与U形构件的相对的侧内的有螺纹的孔相交。底部内的每个有螺纹的孔接收上紧在调节帽螺钉上的固定螺钉。
通过松开调节帽螺钉上的固定螺钉并且转动调节帽螺钉以运动每个TDR探测器彼此靠近或远离，来实现RF针的定位。TDR探测器接附的板簧在探测器上产生向外的压力，以推动它们靠着调节帽螺钉。也可以松开将TDR探测器保持到板簧的螺钉以允许探测器旋转运动。当RF尖端和接地弹簧针正确地定位时，上紧固定螺钉和板簧螺钉。
虽然上述可变间距的TDR探测器允许RF尖端和接地弹簧针运动，探测器的设计具有缺点。例如，RF针固定在TDR探测器内，使得RF针不能轴向运动。这要求差动探测器的RF针定位在相同的侧向平面内，以与测试中的设备良好地接触。如果RF尖端不在相同的侧向平面内，为了另一个RF针接触，RF针中的一个将遭受更大的轴向力。如果此轴向力过大，可能发生对一个或全部RF针的损害。这要求更换RF针和电介质构件。此外，此可变间距的差动探测器不具有保护采样头不受可能存在于测试中的设备上的静电电压影响的能力。这将导致对采样头内的采样电路的损害。
用于时域反射计的超高速采样头通常规定非常低的电容。这引入独特的问题。采样设备对存在于测试中的设备上的静电放电更加敏感。采样头内的采样二极管的小的几何形状经常规定低的击穿电压。在采样头输入处的低的寄生电容意味着对于给定的测试中的设备(DUT)的静电放电，由于减小的电荷分享效应，在采样器输入处将存在更高的瞬态电压。因此，在将采样头输入连接到测试中的设备之前，抵销测试中的设备上的任何静电电荷是重要的。
在美国专利No.6,704,670中描述了另一种类型的可变间距的差动测量探测器。该可变间距的测量探测器具有第一和第二通常为圆柱形的探测器桶。每个探测器桶由部分地延伸到探测器单元外壳外部的导电材料构造。探测器桶头锥体接附到露出的探测器桶中的每个。每个探测器头锥体的形式通常为圆锥形，并且由绝缘材料制造。每个探测器桶头锥体的纵向轴线以与探测器桶的纵向轴线成某个偏移角度从探测器桶延伸。通常为圆柱形的探测器尖端部分地伸出每个探测器桶头锥体的端部并且由导电材料制造。具有外部屏蔽导体和中心信号导体的探测器电缆连接到探测器桶和探测器尖端中的每个，外部屏蔽导体连接到探测器桶并且信号导体连接到探测器尖端。弹性的可压缩的元件接合每个探测器桶和探测器单元外壳，允许探测器桶运动进出探测器单元外壳。探测器头锥体和相关的探测器相对于探测器桶的纵向轴线的偏移的纵向轴线允许探测器尖端的间距可变。
施加在探测器桶和探测器头锥体组件上的力在图1中示出。‘670专利示出的弹性的可压缩的元件为压缩弹簧，遵守F＝K1ΔX的Hook定律，其中K1为压缩弹簧常数。图1示出了在使用期间施加到探测器头锥体和探测器桶组件中的每个的力，其中F为施加到探测器头锥体的探测器尖端的力，并且ΔX为弹簧压缩量。假设弹性的可压缩的元件为预加载的，在组件上存在初始力，如通过力F1表示的。探测器单元外壳上的向下的力在组件上施加增加的力，如通过斜线K1表示的。探测器单元外壳上的持续的向下的力导致弹性的可压缩的元件完全地压缩或组件固定地接合。探测器单元外壳上的持续的向下的压力将力传递到组件，如通过垂直的力线表示的。上述差动测量探测器用于测量来自测试中的设备的信号。因而，差动测量探测器具有减轻对EOS/ESD保护的需要的无源的输入电路。因此，这些探测器不将信号输入接地以放电测试中的设备上的静电电压。
再一个可变间距的差动测量探测器为Tektronix，Inc.Beaverton，OR生产和销售的P7380差动测量探测器。P7380探测器具有包含有源电路的探测器主体和通过两个同轴电缆连接到探测器主体的探测器尖端构件。探测器尖端构件具有与安装在尖端夹内的不同的探测尖端配合的差动探测触点。尖端夹中的一个具有可旋转的探测尖端，为探测尖端提供可变间距。探测器主体和探测器尖端构件可以定位在手持式探测适配器外壳内，手持式探测适配器外壳提供为用于如2004年5月27日提出的美国专利申请序列号No.10/856,290所述通过P7380容易地手持式探测。探测器尖端构件定位在手持式探测适配器的前面的腔内，探测器尖端构件的一部分延伸超过手持式探测适配器的端部。在腔内为由弹性体材料形成的顺性构件，该顺性构件邻接探测器尖端构件的侧表面和后表面。当差动探测尖端与测试中的设备接触时，探测尖端和测试中的设备之间的任何非平面的变化被顺性构件吸收。图1中示出了施加在探测器尖端构件的探测尖端上的力。顺性构件优选地由弹性体材料形成，其被探测器尖端构件部分地压缩以产生初始预加载状态，如通过力F1表示的。由于弹性体材料的压缩的特性，探测器尖端构件上的向下的压力在一个或全部探测尖端上施加增加的力，如通过力K1表示的。探测器尖端构件上的持续的向下的压力完全地压缩弹性体材料或探测器尖端构件接合固定的停止器。探测器尖端单元上的持续的向下的压力将力传递到探测尖端，如通过垂直的力线表示的。如同前述可变间距的差动探测器一样，上述可变间距的差动测量探测器用于测量来自测试中的设备的信号。因而，可变间距差动测量探测器具有减轻对EOS/ESD保护的需要的无源的输入电路。因此，这些探测器不将信号输入接地以放电测试中的设备上的静电电压。
美国专利No.6,734,689描述了为EOS/ESD保护控制模块提供信号控制的测量探测器。该测量探测器具有弹簧加载的同轴探测器组件和与同轴探测器组件结合工作以为控制模块提供触发信号的压力传感器。弹簧加载的同轴电缆组件和压力传感器布置在探测器外壳内。弹簧加载的同轴探测器组件具有半刚性的同轴电缆，其一端形成探测尖端并且另一端具有有螺纹的连接器。柔性的同轴电缆连接到有螺纹的连接器并且连接到控制模块。压缩弹簧定位在半刚性的同轴电缆上，一端固定到半刚性的同轴电缆并且另一端接合探测器外壳。预加载压缩弹簧以施加初始力到弹簧加载的同轴探测器组件，如图1所示。图1示出了在使用期间施加到弹簧加载的同轴探测器组件的探测尖端的力，其中F为施加到探测尖端的力，K1为弹簧常数，并且ΔX为弹簧从其平衡位置的位移。预加载压缩弹簧在同轴探测器组件上产生初始力F1。压力传感器具有接附到半刚性的同轴电缆的外部屏蔽导体的一个电触点，其通过柔性的同轴电缆连接到电气地。另一个压力传感器电触点安装到探测器外壳。电导体将压力传感器电连接到控制模块。
当没有触发信号时，控制模块为测量探测器的信号导体提供接地电路通道。当探测尖端与测试中的设备接触时，DUT上的任何静电通过控制模块通过信号导体连接到地。当向下的压力施加到探测器外壳时，同轴探测器组件缩回到探测器主体内。压缩弹簧将增加的压力施加到同轴探测器组件上，遵守F＝K1ΔX的Hook定律，其中K1为弹簧常数。持续的向下的压力施加到探测器外壳上，导致压力传感器触点接触。这导致压力传感器传送触发信号，该触发信号控制控制模块内的开关电路，移除测量探测器的信号导体上的接地连接。因为压力传感器触点固定到半刚性的同轴电缆和探测器外壳，探测器外壳上的任何持续的向下的压力将力传递到压力传感器和同轴探测器组件，如在图1中通过垂直的力线表示的。作用在压力传感器和同轴探测器组件上的过大的力可能导致对压力传感器或同轴探测器组件的损害。
需要具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端和EOS/ESD保护能力的差动测量探测器。可变尖端间距的差动测量探测器需要在将差动测量探测器的探测尖端连接到采样头的信号通道之前放电测试中的设备上的静电电压。此外，具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端的差动探测器应该为使用者提供足够的压力已经施加到探测器的指示，以便防止对探测器的损害。
发明内容
从而，本发明为具有第一和第二同轴探测器组件的差动测量探测器，每个同轴探测器组件具有探测尖端。同轴探测器组件被接收在外壳内，探测尖端从外壳的一端延伸。在优选的实施例中，第一和第二同轴探测器组件中的每个由在一端具有探测尖端并且在另一端具有有螺纹的连接器的半刚性的同轴电缆形成。半刚性的同轴电缆的探测尖端端部具有弯曲的部分，该弯曲的部分在探测尖端处过渡为直的部分，用于使得半刚性的同轴电缆的探测尖端朝向彼此成角度。
第一可压缩的元件布置在外壳内，第一可压缩的元件中的一个接合第一同轴探测器组件并且将第一预加载的压缩力施加到第一同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第一同轴探测器组件的轴向运动施加第一增加的压缩力。另一个第一可压缩的元件接合第二同轴探测器组件并且将第一预加载的压缩力施加到第二同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第二同轴探测器组件的轴向运动施加第一增加的压缩力。在优选的实施例中，第一可压缩的元件中的每个为定位在第一和第二同轴探测器组件中的每个的半刚性的同轴电缆中的一个上的压缩弹簧。压缩弹簧的一端固定地定位到半刚性的同轴电缆，并且另一端接合外壳，压缩弹簧在半刚性的同轴电缆上固定的位置和外壳之间压缩，以产生第一预加载的压缩力。
第二可压缩的元件布置在外壳内，在将第一增加的压缩力施加到第一同轴探测器组件上以后，第二可压缩的元件中的一个将第二预加载的压缩力施加到第一同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第一同轴探测器组件进一步的轴向运动施加第二增加的压缩力。在将第一增加的压缩力施加到第二同轴探测器组件以后，另一个第二可压缩的元件将第二预加载的压缩力施加到第二同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第二同轴探测器组件的进一步的轴向运动施加第二增加的压缩力。
第一和第二压力传感器布置在外壳内，用于响应外壳相对于第一和第二同轴探测器组件的轴向运动传送触发信号。第一和第二压力传感器中的每个具有与各自的同轴探测器组件中的每个关联的第一部分和与外壳关联的第二部分。第一和第二压力传感器中的每个具有定位在第一和第二同轴探测器组件中的每个的半刚性的同轴电缆的外部屏蔽导体上的第一导电触点和布置在外壳内的第二导电触点。第一导电触点中的一个电连接到半刚性的同轴电缆中的一个的外部屏蔽导体，并且另一个第一导电触点与其它半刚性的同轴电缆的外部屏蔽导体电绝缘。当第一和第二压力传感器的第一导电触点接合第一和第二压力传感器的第二导电触点时，第一和第二压力传感器产生逻辑与功能。
至少第一调节机构布置在外壳内并且机械地连接到第一和第二同轴探测器组件中的一个，用于改变第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的探测器尖端间距。
外壳优选地具有第一和第二构件，至少一个构件具有形成在其中的第一和第二通道。第一和第二构件结合在一起以形成内腔，用于接收第一和第二同轴探测器组件、第一可压缩的元件、第二可压缩的元件和至少第一调节机构的第一和第二压力传感器部分。
在差动测量探测器的一个实施例中，第一和第二压力传感器的第一导电触点中的每个具有布置为邻近第一同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的保持块。第一压力传感器的保持块具有布置在相对的直的部分之间的弯曲的槽，用于接收第一同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的弯曲的部分，第一保持块起第一压力传感器的第一导电触点的作用。第二压力传感器的保持块布置为邻近第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端。第二压力传感器的保持块具有布置在相对的直的部分之间的弯曲的槽，用于接收第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的弯曲的部分。导电的构件布置为邻近第二压力传感器的保持块并且与第二压力传感器的保持块电绝缘。另外，第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个具有共同的导电触点，用于通过第一和第二压力传感器的第一导电触点中的一个将第二导电触点电连接在一起。在此实施例中，第二可压缩的元件中的每个为布置在导电外壳的钻孔内的压缩弹簧，可运动的电触点固定在钻孔内。第二可压缩的元件的压缩弹簧在导电外壳和可运动的电触点之间压缩，以产生第二预加载的压缩力。导电外壳中的每个和可运动的电触点形成第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个。
调节机构具有在其中包括有螺纹的孔的载体。载体接收布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的第一和第二保持块中的一个。具有接附到有螺纹的杆的螺钉头的有螺纹的螺钉接合载体内的有螺纹的孔。螺钉头被接收并且捕获在外壳的外部表面内的凹进处内，并且有螺纹的杆通过外壳内的孔，用于接合载体。在优选的实施例中，载体具有U形构件，该U形构件具有底部和侧壁，保持块被紧密地接收在U形构件内。通过转动调节构件内的有螺纹的螺钉，第一和第二同轴探测器组件的探测尖端中的至少一个相对于另一个探测尖端运动，以改变探测尖端之间的间距。
在优选的实施例中，第一和第二同轴探测器组件中的每个还具有布置在半刚性的同轴电缆上邻近有螺纹的连接器的接附板。每个接附板固定到定位在外壳内的反抗旋转的块。具有顶板和悬垂(depending)侧壁的支架固定到接附板中的一个。至少第一电连接器插座安装在支架上并且通过电导体电连接第一和第二压力传感器中的一个。
差动测量探测器优选地通过第一和第二同轴电缆连接到至少第一过度电性应力和静电放电保护控制模块。差动测量探测器传送触发信号到过度电性应力和静电放电保护控制模块，以将差动测量探测器的探测尖端电连接到测量测试仪器的输入电路。第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个通过电导体连接到过度电性应力和静电放电保护控制模块。在第一和第二压力传感器的第一导电触点接合第一和第二压力传感器的第二导电触点之前，第一和第二同轴探测器组件的探测尖端通过过度电性应力和静电放电保护控制模块连接到电气地。当过度电性应力和静电放电保护控制模块接收到第一和第二压力传感器响应第一和第二压力传感器的第一导电触点接合第一和第二压力传感器的第二导电触点传送的触发信号时，第一和第二同轴探测器组件的探测尖端连接到测量测试仪器的输入电路。
将第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个连接到过度电性应力和静电放电保护控制模块的电导体优选为具有第一和第二绝缘的导线段。第一绝缘的导线段将第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个电连接在安装在差动测量探测器上的电连接器插座的电触点。第二绝缘的导线段将第一电插头的电触点电连接到第二电插头的电触点，第一电插头与安装在差动测量探测器上的电连接器插座配合，并且第二电插头与具有安装在过度电性应力和静电放电保护控制模块内的第一电触点的电连接器插座配合。
差动测量探测器也可以连接到第一和第二过度电性应力和静电放电保护控制模块。在此实施例中，差动测量探测器的第一同轴电缆连接到第一过度电性应力和静电放电保护控制模块，并且第二同轴电缆连接到第二过度电性应力和静电放电保护控制模块。差动测量探测器传送触发信号到全部过度电性应力和静电放电保护控制模块。因而，电导体包括将第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个电连接到安装在差动测量探测器上的第一和第二电连接器插座的各自的电触点的第一绝缘的导线段。第二和第三绝缘的导线段将触发信号电连接到第一和第二过度电性应力和静电放电保护控制模块。每个第二和第三绝缘的导线段具有第一和第二电插头，每个第一和第二电插头具有电触点。第二绝缘的导线的第一电插头的电触点与安装在差动测量探测器上的第一电连接器插座的电触点配合，并且第二绝缘的导线的第二电插头的电触点与安装在第一过度电性应力和静电放电保护控制模块内的电连接器插座的电触点配合。第三绝缘的导线的第一电插头的电触点与安装在差动测量探测器上的第二电连接器插座的电触点配合，并且第三绝缘的导线的第二电插头的电触点与安装在第二过度电性应力和静电放电保护控制模块内的电连接器插座的电触点配合。
本发明的目的、优点和新颖的特征将通过结合后附的权利要求书和附图阅读接下来的详细描述变得明显。
图1为施加到典型的现有的探测器组件的探测尖端的力的图示。
图2为根据本发明的差动测量探测器的透视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图3为连接到根据本发明的差动测量探测器的第一EOS/ESD保护控制模块的透视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号。
图4为用于根据本发明的差动测量探测器的外壳的分解透视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图5为根据本发明的差动测量探测器的第一实施例的部分分解视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图6为在根据本发明的测量探测器中的第一保持块和半刚性的同轴电缆的弯曲的部分的透视图，该测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图7为根据本发明的差动测量探测器的第一和第二压力传感器的第二导电触点和第二压缩元件的特写透视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图8为在根据本发明的测量探测器中的第二保持块和半刚性的同轴电缆的弯曲的部分的透视图，该测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图9A为在根据本发明的差动测量探测器中，通过第一和第二压缩元件施加到同轴探测器组件的单独的力的图示，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图9B为在根据本发明的差动测量探测器中，通过第一和第二压缩元件施加到同轴探测器组件的组合的力的图示，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图10为装配好的根据本发明的差动测量探测器的透视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图11为根据本发明的差动测量探测器中探测尖端的详细图示，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图12为连接到根据本发明的差动测量探测器的控制模块内的控制电路的图示，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图13为根据本发明的差动测量探测器的再一个实施例的一部分的透视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图14为根据本发明的差动测量探测器的再一个实施例，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图15为连接到根据本发明的差动测量探测器的另一个EOS/ESD保护控制模块的透视图，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
图16为连接到根据本发明的差动测量探测器的控制模块内的控制电路的图示，该差动测量探测器具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。
具体实施例方式
参考图2，示出了差动测量探测器10的代表图，差动测量探测器10具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到第一和第二过度电性应力(EOS)和静电放电(ESD)保护控制模块12、13。控制模块12、13布置在测量测试仪器14内，测量测试仪器14优选为采样示波器，诸如Tektronix，Inc.，Beaverton，OR生产和销售的TDS82000数字采样示波器。数字采样示波器14具有模块化的结构，包括用于接收不同类型的光学的和电的插入模块18的多个间格16。间格16为模块提供电能、控制信号和信号输出。一个这样的模块为可用于进行TDR测量的80E04双通道TDR采样头。采样头18具有连接到第一和第二通道采样二极管的输入终端22、23，其终止于50欧姆并且具有低寄生电容。输入终端22、23通过同轴电缆24、25连接到插入示波器14的间格16内的各自的控制模块12、13。
各自的控制模块12、13在图3中的透视图中最佳地示出。每个控制模块12、13具有同轴输入终端26、同轴输出终端28、和同轴端接终端30。在控制模块12、13内还提供了导电输入连接器32。可选的视觉指示器34，诸如LED，可以固定到控制模块12、13，以在可变尖端间距的差动测量探测器10的各自的探测尖端中的一个连接到采样头18上时指示。控制模块12、13的同轴输入终端26连接到各自的同轴电缆36、37的一端，各自的同轴电缆36、37的另一端连接到可变尖端间距的差动测量探测器10。同轴输出终端28通过各自的同轴电缆24、25连接到采样头18的输入终端22、23。50欧姆端接连接器38固定到同轴端接终端30。各自的导电插头连接器40、41插入输入连接器32。插头连接器40、41的电触点42、43电连接到在另一端具有第二插头连接器46、47的电导体44、45。第二插头连接器46、47插入安装在可变尖端间距的差动测量探测器10上的插头插座48、49。可变尖端间距的差动测量探测器10用于探测安装在测试中的设备54的电路板52上的电路迹线50和设备。电路板52示出了两组电路迹线50，一组迹线构造为传统的G-S-G-S-G触点，迹线50向外扩张到触点。另一组迹线50没有构造为传统的触点构造。具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端的差动测量探测器10具有通过改变探测尖端的间距探测全部两组迹线50的能力。
参考图4，示出了用于差动测量探测器10的第一实施例的外壳100的分解视图，该差动测量探测器10具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，具有传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块12、13的能力。外壳100优选地以主要为矩形的横截面延长，并且由第一和第二构件102、104构成。外壳100由绝缘材料形成，诸如ABS塑料、聚碳酸酯、或类似材料。外壳构件中的至少一个102具有在外壳构件102的前端108露出的第一和第二通道106、107。通道106、107优选地形成为平行于彼此并且平行于外壳构件102的纵向轴线。每个通道106、107具有形成在其中的各自的凹进处112、113和114、115。每个凹进处112、113、114和115具有后端壁116、117、118和119。槽120形成在通道106内，从凹进处112的后端壁116延伸到形成在外壳构件102内在通道106、107之间的横向通道槽121。两个平行的槽122、123形成在通道107内，一个槽122与横向通道槽121相交。纵向的槽124形成在通道107内，从槽123延伸到通道107内的凹进处115。后端壁119和119为通道隔板125、126的表面，通道隔板125、126将通道106、107从在外壳构件102的后端部110处的面向后的开口凹进处127分开。每个通道隔板125、126具有形成在顶部内的凹口128、129。槽130形成在通道隔板126内，其与凹进处115相交。钻孔(没有示出)形成在槽130内，其延伸到外壳构件102的外部表面。基本坚固的突起131从外壳构件102的一侧向外延伸。凹进处132形成在与通道106内的凹进处112相交的突起壁内。钻孔133形成在突起131内，其从凹进处132延伸到外壳构件102的外部侧表面。当第一和第二外壳构件102和104接附到彼此时，通道106、107和凹进处112、113、114和115在外壳100内形成内腔134。虽然上述外壳100已经被描述为通道106、107和凹进处112、113、114、115和127形成在一个外壳构件102内，外壳100可以形成为在全部外壳构件102、104中具有当外壳构件102和104接附到彼此时形成内腔134和凹进处127的通道和凹进处。
参考图5，示出了第一和第二同轴探测器组件140、141，第一和第二压力传感器142、143，第一同轴探测器组件140的第一和第二压缩元件144、145，和第二同轴探测器组件141的第一和第二压缩元件146、147的部分分解视图。同轴探测器组件140、141中的每个具有半刚性的同轴电缆148，半刚性的同轴电缆148具有中心信号导体149和外部屏蔽导体150。中心信号导体149在一端向外延伸超过外部屏蔽导体150以形成探测尖端151。半刚性的同轴电缆148在探测尖端端部151处具有弯曲的部分152，弯曲的部分152在探测尖端151处过渡为直的部分，并且朝向接附到半刚性的同轴电缆148的另一端的同轴的有螺纹的连接器153延伸。同轴的有螺纹的连接器153的有螺纹的部分连接到外部屏蔽导体150，并且中心信号导体149连接到轴向地布置在同轴的有螺纹的连接器153内的中心导体。接附板154接附到外部屏蔽导体150，邻近同轴的有螺纹的连接器153。接附板154优选为矩形并且在其中具有孔155，用于接收有螺纹的螺钉。反抗旋转的块156、157在远离同轴的有螺纹的连接器153的侧邻接每个接附板154。每个反抗旋转的块156、157具有形成在其中的通道158，通道158接收半刚性的同轴电缆148。反抗旋转的块156、157具有有螺纹的孔，该有螺纹的孔接收有螺纹的螺钉，该有螺纹的螺钉通过接附板154的孔155，用于将反抗旋转的块156、157固定到接附板154。
第一压力传感器142具有定位在半刚性的同轴电缆148上的第一导电触点180。导电触点180优选地采取具有弯曲的槽182的矩形保持块181的形式，如在图6中最佳地示出的。第一同轴探测器组件140的半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152布置在保持块181的弯曲的槽182内。半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152和凹进的弯曲的槽182的中心线半径优选为1.1英寸，并且总的曲率半径在10到45度范围内，优选的曲率半径为22度。保持块181内的弯曲的槽182和半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152的端部过渡为直的部分183和184，探测尖端端部151和半刚性的同轴电缆148的轴部分切向于半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152延伸。半刚性的同轴电缆152的弯曲的和直的部分152、183、184定位在保持块181的弯曲的槽182内。当被弯曲为弯曲的形状时，半刚性的同轴电缆148倾向于弹回到每个程度。利用此性质来将半刚性的同轴电缆148固定在保持块181的弯曲的槽182内，并且在半刚性的同轴电缆148的外部屏蔽导体150和保持块181之间形成电接触。半刚性的同轴电缆148的外部屏蔽导体150的弯曲的和直的部分152、183、184压靠弯曲的槽182的侧，以将半刚性的同轴电缆148固定在保持块181内。第一导电触点180的保持块181优选由导电材料制造，诸如铜、黄铜、或类似材料，其镀金。保持块181的高度通常符合形成在外壳构件102内的凹进处112的高度，保持块181的宽度足够与第一压力传感器142的第二导电触点185接触。第一压力传感器142的第二导电触点185布置在形成在外壳构件102内的槽186内，如在图7的透视图中最佳地示出的。槽186排列为与外壳构件102内的通道106平行。第一压力传感器142的第二导电触点185具有布置在导电外壳188的钻孔内的可运动的电触点187。第一同轴探测器组件140的第二压缩元件145也布置在导电外壳188的钻孔内。可运动的电触点187延伸进入凹进处112，用于与第一压力传感器142的第一导电触点180电接触。
第二压力传感器143具有定位在具有弯曲的槽192的矩形的保持块191上的第一导电触点190，如在图8中最佳地示出的。第二同轴探测器组件141的半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152布置在保持块191的弯曲的槽192内。半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152和凹进的弯曲的槽192的中心线半径优选为1.1英寸，并且总的曲率半径在10到45度范围内，优选的曲率半径为22度。保持块191内的弯曲的槽192和半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152的端部过渡为直的部分193和194，探测尖端端部151和半刚性的同轴电缆148的轴部分切向于半刚性的同轴电缆148的弯曲的部分152延伸。半刚性的同轴电缆148的弯曲的和直的部分152、193、194定位在保持块191的弯曲的槽192内。当被弯曲为弯曲的形状时，半刚性的同轴电缆148倾向于弹回到某个程度。利用此性质来将半刚性的同轴电缆148固定在保持块191的弯曲的槽192内，并且在半刚性的同轴电缆148的外部屏蔽导体150和保持块191之间形成电接触。半刚性的同轴电缆148的外部屏蔽导体150的弯曲的和直的部分152、193、194压靠弯曲的槽192的侧，以将半刚性的同轴电缆148固定在保持块191内。矩形的保持块191由硬的材料形成，诸如黄铜、铝或类似材料，以为导电触点190提供坚固的背表面。电绝缘材料195布置在导电触点190和保持块191之间，以电隔离触点190与同轴探测器组件141。第一导电触点190优选由导电材料制造，诸如铜、黄铜、或类似材料，其镀金。块191的高度通常符合形成在外壳构件102内的凹进处112的高度，块191的宽度足够使得第一导电触点190与第二压力传感器143的第二导电触点196接触。第二压力传感器143的第二导电触点196包括布置在形成在外壳构件102内的槽199和200内的两个导电元件197、198。槽199、200排列为与外壳构件102内的通道107平行。第二压力传感器143的第二导电触点196的导电元件197、198具有第一和第二可运动的电触点201、202，电触点201、202布置在各自的导电外壳203、204的钻孔内。第二同轴探测器组件141的第二压缩元件147也布置在导电外壳203、204的钻孔内。可运动的电触点201、202延伸进入凹进处114，用于与第二压力传感器143的第一导电触点190形成电接触。绝缘的导线206布置在横向通道槽121内，绝缘的导线206将第一压力传感器142的第二电触点185的导电外壳188电连接到第二导电触点196的导电元件197的导电外壳203。绝缘的导线206和导电元件197形成共同的电元件，用于通过第一导电触点180、190连接在第一和第二压力传感器142、143的第二导电触点185、196之间的触发信号。绝缘的导线207将导电元件198的导电外壳204电连接到安装在差动测量探测器10上的插头插座48、49。替代地，如果第一压力传感器142的第一导电触点180与第一同轴探测器组件140的半刚性的同轴电缆148电绝缘并且第二压力传感器143的第一导电触点190电连接到第二同轴探测器组件141的半刚性的同轴电缆148，绝缘的导线206也可以连接到第一压力传感器142的第一导电触点180的导电外壳188。在优选的实施例中，第一压力传感器142的第二导电触点185和第二压力传感器143的第二电触点196的导电元件197、198为弹簧针。
参考图5，第一和第二同轴探测器组件140、141的第一压缩元件144、146中的每个为定位在同轴探测器组件140、141的半刚性的同轴电缆148上的压缩弹簧208。压缩弹簧208的一端优选地通过固定到半刚性的同轴电缆148的外部屏蔽导体150的压缩弹簧保持构件209保持在半刚性的同轴电缆148上适当的位置。压缩弹簧保持构件209中的每个优选为装配在半刚性的同轴电缆148上的轴环。轴环由坚固的材料形成，诸如金属、ABS塑料、或类似材料。轴环放置在半刚性的同轴电缆148上并且用粘合剂固定到半刚性的同轴电缆148，可以使用的粘合剂包括诸如环氧树脂、Locktite或类似粘合剂。压缩弹簧208的另一端自由地沿半刚性的同轴电缆148运动。形式为垫片的压力板210优选地定位为邻近压缩弹簧208的自由端中的每个，用于接合通道106、107的凹进处113、115的后端壁117、119。
第二压缩元件145、147为布置在导电外壳188、203、204的钻孔内并且被捕获在钻孔的闭合端和可运动的电触点187、201、202之间的压缩弹簧。压缩弹簧在导电外壳188、203、204内通过可运动的电触点187、201、202部分地压缩。导电外壳188内的部分地压缩的弹簧在可运动的电触点187上产生预加载的压缩力F2，如图9A所示。需要在可运动的电触点187上施加增加的轴向力，以运动电触点187进入导电外壳188，如通过斜线K2表示的。施加到可运动的电触点的力遵守F＝K2ΔX的Hook定律，其中K2为弹簧常数，并且ΔX为弹簧从其初始平衡位置的位移。导电外壳203、204内的部分地压缩的弹簧中的每个在可运动的电触点201、202上产生预加载的压缩力F3，如图9A所示。需要在可运动的电触点201、202中的每个上施加增加的轴向力，以运动电触点201、202进入导电外壳203、204，如通过斜线K3表示的。通过导电外壳203、204内的压缩弹簧施加在可运动的电触点201、202上的预加载的压缩力和增加的轴向力为加成的，使得通过第二压缩元件147施加在第二同轴探测器组件141上的总的预加载的压缩力和增加的轴向力基本上与通过第二压缩元件145施加在第一同轴探测器组件140上的预加载的压缩力和增加的轴向力相等。
同轴探测器组件140、141定位在外壳构件102内，探测尖端151从外壳构件102的端部108伸出，并且同轴的有螺纹的连接器153从外壳构件102的另一端部110伸出。第一压缩元件144、146的压缩弹簧208定位在第一和第二通道106、107的各自的凹进处113、115内，压缩弹簧208压缩并且邻接靠着凹进处113、115的后端壁117、119。第一压力传感器142的第一导电触点180和第二压力传感器143的第一导电触点190定位在各自的凹进处112、114内。接附到同轴探测器组件140、141的反抗旋转的块156、157定位在凹进处127内。压缩弹簧208的初始压缩在同轴探测器组件140、141中的每个上施加预加载的压缩力F1，如图9A所示。需要增加的力以移位压缩弹簧208的自由端，如通过斜线K1表示的，其中K1为压缩弹簧208的弹簧常数，并且遵守F＝K1ΔX的Hook定律，其中ΔX为弹簧从其初始平衡位置的位移。
通过压缩弹簧208的预加载的压缩力将初始的力施加到同轴探测器组件140、141，如在图9B中通过力F1表示的。探测尖端151定位在测试中的设备54上时，探测器外壳100相对于同轴探测器组件140、141向下运动导致凹进处117、119的后端壁117、119压缩压缩弹簧208，如通过斜线K1表示的。施加到同轴探测器组件140、141并且相应地施加到探测尖端151的力为预加载的压缩力F1加上通过压缩弹簧208的弹簧常数K1需要的增加的力的组合。
探测器外壳100向下运动导致第一压力传感器142的第二导电触点185朝向第一压力传感器142的第一导电触点180运动。同样地，探测器外壳100向下运动导致第二压力传感器143的第二导电触点196的可运动的电触点201、202朝向第二压力传感器143的第一导电触点190运动。当第一压力传感器142的第一和第二导电触点180、185接触时，传送触发信号到第二压力传感器143的第二导电触点196的导电元件197。当第二压力传感器143的第一导电触点190与第二压力传感器143的第二导电触点196的导电元件197、198的可运动的电触点201、202接触时，通过绝缘的导线207通过第二压力传感器143传送触发信号到插头插座48、49。随后通过电导体44、45将触发信号连接到控制模块12、13。同时，导电外壳188内的第二压缩元件145的压缩弹簧产生靠着压力传感器142的第一导电触点180的预加载的压缩力F2。预加载的压缩力F2导致同轴探测器组件140上的力立即增加，如在图9B中从K1线延伸的垂直力线F2表示的。同样地，导电外壳203、204内的第二压缩元件147的每个压缩弹簧产生靠着压力传感器143的第一导电触点190的预加载的压缩力F2。导电外壳203、204内的压缩弹簧产生的组合的力基本上与前述的导电外壳188内的第二压缩元件145的压缩弹簧的压缩力F2和弹簧常数K1相等。预加载的压缩力F2导致同轴探测器组件141上的力立即增加，如在图9B中从K1线延伸的垂直力线F2表示的。对于每个同轴探测器组件140、141的使用者，此同轴探测器组件140、141上的力增加具有显著的触觉感觉。使用者感觉需要在探测器外壳100上施加更大的向下的力以相对于同轴探测器组件140、141运动探测器外壳。此外，因为第一和第二压缩元件的弹簧常数的加成的性质，需要增加向下的力以相对于同轴探测器组件140、141运动探测器外壳100，如通过斜线K1+K2表示的。探测器外壳100上的持续向下的力将导致压力传感器142、143的第一导电触点180、190邻接凹进处112、114的后端壁116、118。探测器外壳100上的任何持续向下的压力将力直接传递到同轴探测器组件140、141并且不被压缩弹簧吸收，如通过垂直力线F4表示的。
第一和第二压力传感器142、143起逻辑与门的作用，用于传送触发信号到插头插座48、49。如果第一压力传感器142的第一和第二导电触点180和185在第二压力传感器143的第一和第二导电触点190和196之前接合，触发信号将不被传送到插头插座48、49。同样地，如果第二压力传感器143的第一和第二导电触点190和196在第一压力传感器142的第一和第二导电触点180和185之前接合，触发信号将不被传送到插头插座48、49。只有在全部压力传感器142、143的第一和第二导电触点接合时，传送触发信号到插头插座48、49。
与具有可运动的探测尖端或外壳的以前的差动测量探测器相比，使用第一压缩元件144、146和第二压缩元件145、147为同轴探测器组件140、141的部件提供增加的保护。由于第二压缩元件145、147，相对于同轴探测器组件140、141运动探测器外壳100需要的力增加为使用者提供足够的压力已经施加到同轴探测器组件140、141的触觉指示。此外，第二压缩元件145、147提供压力安全区，其中，可以将附加的向下的力施加到探测器外壳100而没有损害同轴探测器组件140、141的风险。现有技术的探测器没有这样的压力安全区。
再次参考图5，用于改变探测尖端151之间的距离的调节机构210具有紧密地接收第一同轴探测器组件141的保持块181的载体211。载体211优选为U形构件，该U形构件具有底部212和从底部212的端部延伸的侧壁213和214。侧壁213具有形成在其中的有螺纹的孔，用于接收具有帽头216和有螺纹的杆217的有螺纹的帽螺钉215。有螺纹的帽螺钉215插入外壳构件突起131的钻孔133，有螺纹的杆217延伸进入通道106的凹进处112并且旋入载体211。帽螺钉215的帽头216位于形成在外壳构件102的外部表面内的凹进处内。帽板218装配在此凹进处上并且用旋入外壳构件102的螺钉219保持在适当的位置。帽板218将帽头216紧密地捕获在外壳构件102和帽板218之间，使得帽头216不会在凹进处内轴向运动。
保持块181摩擦地装配在载体211的侧壁213和214之间，使得保持块181在载体211内没有侧向间隙。载体211定位在外壳构件102的通道106的凹进处112内，并且响应帽螺钉215的转动侧向地运动穿过凹进处。顺时针转动帽螺钉215产生通过外壳构件102到帽头216的底部表面的压力，导致载体211朝向外壳突起131向外运动。逆时针转动帽螺钉215产生通过帽板218到帽头216的顶部上的压力，导致载体朝向外壳构件102的中心向内运动。载体211可以缩进形成在突起壁内的凹进处132内，直到保持块181邻接凹进处112的外侧壁。载体211能够延伸穿过凹进处112，直到保持块181邻接凹进处112的内侧壁，载体211的一部分运动进入形成在通道106和107之间的间壁221内的槽220。
参考图10，示出了组装好的差动测量探测器10，差动测量探测器10具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到第一和第二过度电性应力(EOS)和静电放电(ESD)保护控制模块12、13。第一和第二外壳构件102、104固定在一起，以将同轴探测器组件140、141捕获在外壳100内，探测尖端151伸出端部108并且同轴的有螺纹的连接器153伸出端部110。探测尖端151朝向彼此成角度，使得通过使用调节机构210相对于探测尖端151中的一个运动另一个，探测尖端间距能够从0.2到4.2毫米改变。为了获得0.2毫米间距，由半刚性的同轴电缆148制成的探测尖端151的中心信号导体149和外部屏蔽导体150斜切，如在图11中更加详细地示出的。
在图11中示出了差动测量探测器10的探测尖端149中的一个，该差动测量探测器10具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端。探测尖端151的中心信号导体149以对半刚性的同轴电缆148的面230成标称角度36度斜切。在探测尖端149的探测点232处对中心信号导体149的斜切的面形成第二斜切，该第二斜切的角度在从45度到70度的范围内，标称角度为63度。这导致移除中心信号导体149的锐角232上的尖锐的点。通过第二斜切产生的平的表面的尺寸在从0.002到0.004英寸的范围内，标称尺寸为0.003英寸。在中心信号导体149上使用第二斜切增加了探测点232的强度。外部屏蔽导体150也倾切234为允许中心信号导体149的探测点232彼此在0.2毫米内。外部屏蔽导体150上的斜切的标称角度为15度。斜切的角度可以根据半刚性的同轴电缆148的直径和探测尖端151相对于探测器100的端面的角度改变。探测尖端151定向为外部屏蔽导体150的斜切的表面234面向彼此。
使用有螺纹的螺钉接附到反抗旋转的块156、157中的一个的支架222定位在外壳100的端部110上。插头插座48、49安装在支架上，每个插头插座48、49具有电触点225、226。电导体44、45的第二插头连接器46、47每个具有当配合时电连接到插头插座48、49的电触点225、226的电触点223、224。电连接到第二压力传感器143的第二导电触点196的绝缘的导线207电连接到插头插座48、49的电触点225、226，用于将触发信号连接到控制模块12、13。
参考图12，示出了控制模块12和13中的控制电路240的图示。每个控制模块12、13以相同的方式起作用，并且为测量测试仪器10中的采样头18的第一和第二输入通道中的一个提供EOS/ESD保护。每个控制模块12和13通过导电输入连接器32接收来自差动测量探测器10的触发信号，导电输入连接器32连接到插头连接器40、41的各自的电触点42、43，其连接到电导体44、45。来自差动测量探测器10的触发信号通过电阻器242连接到高输入阻抗跨导设备244的控制终端。在优选的实施例中，高输入阻抗跨导设备244为p通道MOS场效应晶体管，诸如Tektronix，Inc制造并且销售的，零件号码为151-1120-00。替代地，高输入阻抗跨导设备244可以为控制电源电路的CMOS逻辑门。偏压电阻器246连接在高输入阻抗跨导设备244的控制终端和电源之间。电源还通过电源电阻器248和充电电容器247供给到高输入阻抗跨导设备244的电流输出。高输入阻抗跨导设备244的输出通过RF继电器开关250连接。继电器开关触点252和254分别地连接到同轴输出终端28和同轴端接终端30的信号导体256和258。电枢触点260连接到同轴输入终端26的信号导体262。旁路二极管264与RF继电器开关250并联。串联连接的电阻器266和用作可选择的视觉指示器34的发光二极管可以与RF继电器开关250并联。
接下来将描述差动测量探测器10的操作，用p通道MOSFET作为高输入阻抗跨导设备244。差动测量探测器10的弹簧加载的同轴探测器组件140、141通过同轴电缆36和37连接到控制模块12和13的各自的同轴输入终端26中的一个。第一和第二同轴探测器组件140、141的半刚性的同轴电缆148的中心信号导体149连接到控制模块12和13的同轴输入终端26的信号导体262。半刚性的同轴电缆148的外部屏蔽导体150通过同轴电缆36、37和同轴输入终端26的外部屏蔽导体连接到电气地。第一和第二压力传感器142、143通过电导体44、45和输入连接器40、41的触点42、43连接到p通道MOSFET 244的输入。第一和第二压力传感器142、143起逻辑与门的作用，用于p通道MOSFET 244的输入电路。在待机模式中，当第一和第二压力传感器142、143的第一和第二导电触点180、185、190、196都没有接合，或第一和第二压力传感器142、143中的一个或另一个的第一和第二导电触点接合时，第一和第二压力传感器142、143对p通道MOSFET的门呈现开路。通过经由偏压电阻器246将供电电压连接到MOSFET的门，该开路偏置p通道MOSFET 244到关断状态。
使用者将差动测量探测器10定位在测试中的设备54上，探测尖端151接触电路迹线50。探测尖端151通过电枢触点260和开关触点254以及控制模块12和13的50欧姆端接电阻器66连接到电气地，以放电测试中的设备54上的任何ESD和EOS电压。施加到与测试中的设备54接触的差动测量探测器10的探测尖端151的压力导致外壳100相对于同轴探测器组件140、141运动。外壳100的运动使得第一和第二压力传感器142、143的第二导电触点185、196与第一和第二压力传感器142、143的第一导电触点180、190接触。第一和第二压力传感器142、143的第一和第二导电触点180、185和190、196的接合将电气地连接到控制模块12和13的p通道MOSFET 244的输入电路，产生分压网络，其包括偏压电阻器246、输入电阻器242和第一或第二压力传感器142、143的阻抗。跨过在优选的实施例中具有大约4.7兆欧姆的高电阻值的偏压电阻器246的电压降导致p通道MOSFET 244导通并且将接通电流和电压施加到RF继电器250的线圈，这闭合控制模块12和13的触点260和252，并且将差动测量探测器10的探测尖端154连接到采样头18的第一和第二输入通道。RF继电器250需要+15V下30mA接通电流以初始运动电枢260从常闭触点254到常开触点252。通过由充电电容器247和电阻器248构成的RC电路将较小的保持电流和电压施加到控制模块12和13的RF继电器250。p通道MOSFET的电流输出也通过控制模块12和13的电阻器266和LED 34连接，以提供探测尖端151连接到采样头18的通道输入的视觉指示。
减小差动测量探测器10对测试中的设备54的压力到低于通过第二压缩元件145、147产生的第二预加载的压缩力中的至少一个，脱离第一和第二压力传感器142、143的导电触点180、185和190、196中的至少一组，导致来自差动测量探测器10的触发信号从控制模块12和13的p通道MOSFET 244的输入电路去除。电压源被重新施加到p通道MOSFET 244的门，导致MOSFET关断并且去除到RF线圈250的供电，其又将差动测量探测器10的探测尖端151通过50欧姆端接电阻器66连接到电气地。来自线圈的衰减磁场的电流通过旁路二极管264连接。
参考图13，示出了差动测量探测器10的再一个实施例的一部分的透视图，该差动测量探测器10具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端。与前面的图中相似的元件在图13中相同地标注。同轴探测器组件140、141、压力传感器142、143、和第一和第二压缩元件144、145、146、147与前面所述的相同。此实施例中的外壳构件102具有从外壳构件102的全部两侧延伸的基本上坚固的突起131、270。第二突起270具有与突起131相同的结构。外壳构件102的外部表面271具有形成在其中的接收帽螺钉215的凹进处272。帽板218配装在凹进处272上并且用螺钉219固定到外壳构件102。帽螺钉215螺纹地连接到载体211和273。载体273具有与载体211相同的结构。载体273定位在通道107的凹进处114内。载体211接收第一同轴探测器组件的保持块181，并且载体273接收第二同轴探测器组件141的保持块191。转动帽螺钉215独立地运动载体211、272并且依次运动同轴探测器组件140、141的探测尖端151以设定探测尖端151之间的探测器间距。外壳构件104符合具有两个突起131和270的外壳构件102的外围尺寸。
参考图14，示出了差动测量探测器10的再一个实施例，该差动测量探测器10具有可缩回的双重缓冲的可变间距的探测尖端，用于传送触发信号到过度电性应力(EOS)和静电放电(ESD)保护控制模块300。与前面的图中相似的元件在图14中相同地标注。用布置在测量测试仪器14的间格16中的一个内的单一的控制模块300代替以前的实施例中的第一和第二控制模块12、13。控制模块300，如在图15中最佳地示出的，具有同轴输入终端302、303、同轴输出终端304、305、和同轴端接终端306。在控制模块300中还提供了导电输入连接器307。可选择的视觉指示器308，诸如LED，可以固定到控制模块300以在差动测量探测器10的探测尖端151连接到采样头18时指示。同轴输入终端302和303连接到同轴电缆36和37的各自的端部，同轴电缆36和37的另一端连接到测量探测器10。输出终端304和305通过同轴电缆24和25连接到采样头18的输入终端。50欧姆端接连接器38固定到同轴端接终端306。导电插头连接器40插入输入连接器32。插头连接器40的电导体42电连接到在另一端具有第二插头连接器46的电导体44。第二插头连接器46插入安装在差动测量探测器10上的插头插座48。在测量探测器上的插头插座48安装在固定到差动测量探测器10的反抗旋转的块156、157中的一个的支架222上。差动测量探测器10的绝缘的导线207电连接到插头插座48。
图16示出了控制模块300内的控制电路320的图示。与前面的图中相似的元件在图16中相同地标注。控制模块300具有与前面描述的控制模块12、13相同的电路结构和以相同方式起作用，除了RF继电器开关250具有两个电枢触点322和324，而不是一个。控制模块300通过连接到插头连接器40的电触点42的导电输入连接器32接收来自差动测量探测器10的触发信号，电触点42连接到电导体44。继电器开关触点326和328连接到同轴端接终端306的信号导体330。继电器开关触点332和334分别连接到同轴输出终端304和305的信号导体336和338。电枢触点322和324分别连接到同轴输入终端302和303的信号导体340和342。操作中，当MOSFET 244没有导通时，RF继电器开关250的电枢触点322和324通过继电器开关触点326和328连接到50欧姆端接连接器38。触发信号导致MOSFET 244导通并且将接通电流和电压施加到RF继电器250的线圈，这闭合控制模块300的触点322和332以及324和334，并且将差动测量探测器10的探测尖端151连接到采样头18的第一和第二输入通道。
已经对于电气地触发信号描述了本发明。如果为测量探测器10提供电压源，本发明也可以使用正或负电压触发信号实现。在这样的构造中，第一和第二压力传感器142和143的第一导电触点180和190需要与半刚性的同轴电缆148电绝缘，电压触发信号连接到第一和第二压力传感器142、143的第二导电元件185或196中的一个。此外，已经描述了第一和第二压缩元件144、146和145、147的不同构造。预期使用不同的压缩材料诸如弹性体或类似材料的第一和第二压缩元件144、146和145、147的其它构造，其中，第一压缩元件在同轴探测器组件140、141上产生初始的预加载的和增加的压缩力，并且第二压缩元件在同轴探测器组件140、141上产生第二预加载的压缩力并且在同轴探测器组件140、141上加上增加的压缩力。
对本领域中的普通技术人员显而易见，可以在不偏离本发明的根本原理的情况下对本发明的上述实施例的细节作出许多改变。因此，本发明的范围仅通过接下来的权利要求书确定。
权利要求
1.一种具有可变间距的探测尖端的差动测量探测器，其包括第一和第二同轴探测器组件，每个同轴探测器组件具有探测尖端；接收第一和第二同轴探测器组件的外壳，第一和第二同轴探测器组件的探测尖端从外壳的一端延伸；布置在外壳内的第一可压缩的元件，第一可压缩的元件中的一个将第一预加载的压缩力施加到第一同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第一同轴探测器组件的轴向运动施加第一增加的压缩力，并且第一可压缩的元件中的另一个将第一预加载的压缩力施加到第二同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第二同轴探测器组件的轴向运动施加第一增加的压缩力；布置在外壳内的第二可压缩的元件，在将第一增加的压缩力施加到第一同轴探测器组件上以后，第二可压缩的元件中的一个将第二预加载的压缩力施加到第一同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第一同轴探测器组件进一步的轴向运动施加第二增加的压缩力，并且，在将第一增加的压缩力施加到第二同轴探测器组件以后，第二可压缩的元件中的另一个将第二预加载的压缩力施加到第二同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第二同轴探测器组件的进一步的轴向运动施加第二增加的压缩力；布置在外壳内的第一和第二压力传感器，其用于响应外壳相对于第一和第二同轴探测器组件的轴向运动传送触发信号，第一和第二压力传感器中的每个具有与各自的同轴探测器组件中的每个关联的第一触点和与外壳关联的第二触点；及至少第一调节机构，其布置在外壳内并且机械地连接到第一和第二同轴探测器组件中的一个，用于改变第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的探测器尖端间距。
2.根据权利要求1所述的差动测量探测器，其中，第一和第二同轴探测器组件中的每个还包括在一端具有探测尖端并且在另一端具有有螺纹的连接器的半刚性的同轴电缆，半刚性的同轴电缆的探测尖端端部具有弯曲的部分，该弯曲的部分在探测尖端处过渡为直的部分，用于使得半刚性的同轴电缆的探测尖端在外壳的一端处朝向彼此成角度，并且半刚性的同轴电缆中的每个的有螺纹的连接器在外壳的另一端处延伸。
3.根据权利要求1所述的差动测量探测器，其中，外壳还包括第一和第二构件，至少一个构件具有形成在其中的第一和第二通道，用于接收第一和第二同轴探测器组件、第一可压缩的元件、第二可压缩的元件、第一和第二压力传感器和至少第一调节机构，第一和第二构件结合在一起以形成内腔。
4.根据权利要求2所述的差动测量探测器，其中，第一可压缩的元件中的每个还包括定位在第一和第二同轴探测器组件中的每个的半刚性的同轴电缆上的压缩弹簧，压缩弹簧的一端固定地定位到半刚性的同轴电缆并且另一端接合外壳，使得压缩弹簧在半刚性的同轴电缆上固定的位置和外壳之间压缩以产生第一预加载的压缩力。
5.根据权利要求2所述的差动测量探测器，其中，第一和第二压力传感器的每个第一触点还包括第一导电触点，第一导电触点中的一个电连接到第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆中的一个的外部屏蔽导体，并且另一个第一导电触点与第一和第二同轴探测器组件的另一个半刚性的同轴电缆的外部屏蔽导体电绝缘，并且第一和第二压力传感器的每个第二触点还包括布置在外壳内的第二导电触点。
6.根据权利要求5所述的差动测量探测器，其中，第一和第二压力传感器中的一个的第一导电触点还包括布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆中的一个的探测尖端的第一保持块，第一保持块具有布置在相对的直的部分之间的弯曲的槽，用于接收半刚性的同轴电缆的各自的弯曲的部分，并且第一和第二压力传感器中的另一个的第一导电触点还包括布置为邻近第二保持块并且与第二保持块电绝缘的导电构件，第二保持块布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆中的另一个的探测尖端，第二保持块具有布置在相对的直的部分之间的弯曲的槽，用于接收第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的各自的弯曲的部分。
7.根据权利要求5所述的差动测量探测器，其中，当第一和第二压力传感器的第一导电触点接合第一和第二压力传感器的第二导电触点时，第一和第二压力传感器产生逻辑与功能。
8.根据权利要求7所述的差动测量探测器，其中，第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个还包括共同的导电触点，用于通过第一和第二压力传感器的第一导电触点中的一个将第二导电触点电连接在一起。
9.根据权利要求8所述的差动测量探测器，其中，第二可压缩的元件中的每个还包括布置在导电外壳内的钻孔内的压缩弹簧，可运动的电触点固定在钻孔内，压缩弹簧在导电外壳和可运动的电触点之间压缩以产生第二预加载的压缩力。
10.根据权利要求9所述的差动测量探测器，其中，接收压缩弹簧并且固定可运动的电触点的导电外壳中的每个还包括第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个。
11.根据权利要求6所述的差动测量探测器，其中，第一调节机构还包括在其中具有有螺纹的孔的载体，该载体接收布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的第一和第二保持块中的一个，和具有接附到有螺纹的杆的螺钉头的有螺纹的螺钉，螺钉头被接收并且捕获在外壳的外部表面内的凹进处内，并且有螺纹的杆通过外壳内的孔并且接合载体内的有螺纹的孔。
12.根据权利要求11所述的差动测量探测器，其中，载体还包括具有底部和侧壁的U形构件，保持块被紧密地接收在该U形构件内。
13.根据权利要求11所述的差动测量探测器，还包括第二调节机构，其中，第二调节机构还包括在其中具有有螺纹的孔的载体，该载体接收布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的第一和第二保持块中的另一个，和具有接附到有螺纹的杆的螺钉头的有螺纹的螺钉，螺钉头被接收并且捕获在外壳的外部表面内的凹进处内，并且有螺纹的杆通过外壳内的孔并且接合载体内的有螺纹的孔。
14.根据权利要求13所述的差动测量探测器，其中，载体还包括具有底部和侧壁的U形构件，保持块被紧密地接收在该U形构件内。
15.根据权利要求2所述的差动测量探测器，其中，第一和第二同轴探测器组件中的每个还包括布置在半刚性的同轴电缆上邻近有螺纹的连接器的接附板，该接附板固定到反抗旋转的块，该反抗旋转的块定位在外壳内。
16.根据权利要求15所述的差动测量探测器，还包括连接到第一和第二压力传感器中的一个的电导体。
17.根据权利要求16所述的差动测量探测器，还包括安装在差动测量探测器上的电连接器插座，具有电连接到电导体的电触点。
18.根据权利要求17所述的差动测量探测器，其中，电连接器插座安装在具有顶板和悬垂侧壁的支架上，该支架固定到接附板中的一个。
19.根据权利要求16所述的差动测量探测器，还包括安装在差动测量探测器上的第一和第二电连接器插座，每个电连接器插座具有电连接到电导体的电触点。
20.根据权利要求19所述的差动测量探测器，其中，第一和第二电连接器插座安装在具有顶板和悬垂侧壁的支架上，该支架固定到接附板中的一个。
21.一种具有可变间距的探测尖端的差动测量探测器通过第一和第二同轴电缆连接到至少第一过度电性应力和静电放电保护模块，该差动测量探测器传送触发信号到过度电性应力和静电放电保护控制模块，以将差动测量探测器连接到测量测试仪器的输入电路，该差动测量探测器包括第一和第二同轴探测器组件，每个同轴探测器组件由在一端具有探测尖端并且在另一端具有有螺纹的连接器的半刚性的同轴电缆形成，有螺纹的连接器连接到同轴电缆，半刚性的同轴电缆的探测尖端端部具有弯曲的部分，该弯曲的部分在探测尖端处过渡为直的部分，用于使得半刚性的同轴电缆的探测尖端朝向彼此成角度；外壳，其具有延伸外壳的长度并且在外壳的相对端露出的内腔，第一和第二同轴探测器组件布置在该内腔内，使得第一和第二同轴探测器组件的探测尖端从外壳的一端延伸，并且第一和第二同轴探测器组件的有螺纹的连接器从外壳的另一端延伸；布置在外壳内的第一可压缩的元件，第一可压缩的元件中的一个将第一预加载的压缩力施加到第一同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第一同轴探测器组件的轴向运动施加第一增加的压缩力，并且第一可压缩的元件中的另一个将第一预加载的压缩力施加到第二同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第二同轴探测器组件的轴向运动施加第一增加的压缩力；及布置在外壳内的第二可压缩的元件，在将第一增加的压缩力施加到第一同轴探测器组件上以后，第二可压缩的元件中的一个将第二预加载的压缩力施加到第一同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第一同轴探测器组件进一步的轴向运动施加第二增加的压缩力，并且，在将第一增加的压缩力施加到第二同轴探测器以后，第二可压缩的元件中的另一个将第二预加载的压缩力施加到第二同轴探测器组件，并且通过外壳相对于第二同轴探测器组件的进一步的轴向运动施加第二增加的压缩力；第一和第二压力传感器，其响应外壳相对于第一和第二同轴探测器组件的轴向运动传送触发信号，第一和第二压力传感器中的每个具有第一导电触点，第一导电触点中的一个电连接到第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆中的一个的外部屏蔽导体，并且另一个第一导电触点与第一和第二同轴探测器组件的另一个半刚性的同轴电缆的外部屏蔽导体电绝缘，和布置在外壳内的第二导电触点，第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个通过电导体连接到过度电性应力和静电放电保护控制模块；至少第一调节机构，其布置在外壳内并且机械地连接到第一和第二同轴探测器组件中的一个，用于改变第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的探测器尖端间距；在第一和第二压力传感器的第一导电触点接合第一和第二压力传感器的第二导电触点之前，第一和第二同轴探测器组件的探测尖端通过过度电性应力和静电放电保护控制模块连接到电气地，并且，当过度电性应力和静电放电保护控制模块接收到响应第一和第二压力传感器的第一导电触点接合第一和第二压力传感器的第二导电触点传送的触发信号时，该探测尖端连接到测量测试仪器的输入电路。
22.根据权利要求21所述的差动测量探测器，其中，外壳还包括第一和第二构件，至少一个构件具有形成在其中的第一和第二通道，用于接收第一和第二同轴探测器组件、第一可压缩的元件、第二可压缩的元件、第一和第二压力传感器和至少第一调节机构，第一和第二构件结合在一起以形成内腔。
23.根据权利要求21所述的差动测量探测器，其中，第一可压缩的元件中的每个还包括定位在第一和第二同轴探测器组件中的每个的半刚性的同轴电缆上的压缩弹簧，压缩弹簧的一端固定地定位到半刚性的同轴电缆，并且另一端接合外壳，压缩弹簧在半刚性的同轴电缆上固定的位置和外壳之间压缩，以产生第一预加载的压缩力。
24.根据权利要求21所述的差动测量探测器，其中，第一和第二压力传感器中的一个的第一导电触点还包括布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆中的一个的探测尖端的第一保持块，第一保持块具有布置在相对的直的部分之间的弯曲的槽，用于接收半刚性的同轴电缆的各自的弯曲的部分，并且另一个第一和第二压力传感器的第一导电触点还包括布置为邻近第二保持块并且与第二保持块电绝缘的导电构件，第二保持块布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆中的另一个的探测尖端，第二保持块具有布置在相对的直的部分之间的弯曲的槽，用于接收第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的各自的弯曲的部分。
25.根据权利要求21所述的差动测量探测器，其中，当第一和第二压力传感器的第一导电触点接合第一和第二压力传感器的第二导电触点时，第一和第二压力传感器产生逻辑与功能。
26.根据权利要求25所述的差动测量探测器，其中，第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个还包括共同的导电触点，用于通过第一和第二压力传感器的第一导电触点中的一个将第二导电触点电连接在一起。
27.根据权利要求26所述的差动测量探测器，其中，第二可压缩的元件中的每个还包括布置在导电外壳的钻孔内的压缩弹簧，可运动的电触点固定在钻孔内，压缩弹簧在导电外壳和可运动的电触点之间压缩，以产生第二预加载的压缩力。
28.根据权利要求27所述的差动测量探测器，其中，接收压缩弹簧并且固定可运动的电触点的导电外壳中的每个还包括第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个。
29.根据权利要求24所述的差动测量探测器，其中，第一调节机构还包括在其中具有有螺纹的孔的载体，该载体接收布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的第一和第二保持块中的一个，和具有接附到有螺纹的杆的螺钉头的有螺纹的螺钉，螺钉头被接收并且捕获在外壳的外部表面内的凹进处内，并且有螺纹的杆通过外壳内的孔并且接合载体内的有螺纹的孔。
30.根据权利要求29所述的差动测量探测器，其中，载体还包括具有底部和侧壁的U形构件，保持块被紧密地接收在该U形构件内。
31.根据权利要求29所述的差动测量探测器，还包括第二调节机构，其中，第二调节机构还包括在其中具有有螺纹的孔的载体，该载体接收布置为邻近第一和第二同轴探测器组件的半刚性的同轴电缆的探测尖端的第一和第二保持块中的另一个，和具有接附到有螺纹的杆的螺钉头的有螺纹的螺钉，螺钉头被接收并且捕获在外壳的外部表面内的凹进处内，并且有螺纹的杆通过外壳内的孔并且接合载体内的有螺纹的孔。
32.根据权利要求31所述的差动测量探测器，其中，载体还包括具有底部和侧壁的U形构件，保持块被紧密地接收在该U形构件内。
33.根据权利要求21所述的差动测量探测器，其中，第一和第二同轴探测器组件中的每个还包括布置在半刚性的同轴电缆上邻近有螺纹的连接器的接附板，该接附板固定到反抗旋转的块，该反抗旋转的块定位在外壳内。
34.根据权利要求33所述的差动测量探测器，其中，电导体还包括第一和第二绝缘的导线段，第一绝缘的导线段将第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个电连接到安装在差动测量探测器上的电连接器插座的电触点，并且第二绝缘的导线段将第一电插头的电触点电连接到第二电插头的电触点，第一电插头与安装在差动测量探测器上的电连接器插座配合，并且第二电插头与具有安装在过度电性应力和静电放电保护控制模块内的电触点的电连接器插座配合。
35.根据权利要求34所述的差动测量探测器，其中，电连接器插座安装在具有顶板和悬垂侧壁的支架上，该支架固定到接附板中的一个上。
36.根据权利要求33所述的差动测量探测器，其中，第一同轴电缆将差动测量探测器连接到第一过度电性应力和静电放电保护控制模块，并且第二同轴电缆将差动测量探测器连接到第二过度电性应力和静电放电保护控制模块，差动测量探测器传送触发信号到第一和第二过度电性应力和静电放电保护控制模块，其中，电导体还包括将第一和第二压力传感器的第二导电触点中的一个电连接到安装在差动测量探测器上的第一和第二电连接器插座的各自的电触点的第一绝缘的导线段，和第二和第三绝缘的导线段，每个第二和第三绝缘的导线段具有第一和第二电插头，每个第一和第二电插头具有电触点，与安装在差动测量探测器上的第一电连接器插座的电触点配合的第二绝缘的导线的第一电插头的电触点和与安装在第一过度电性应力和静电放电保护控制模块内的电连接器插座的电触点配合的第二绝缘的导线的第二电插头的电触点和与安装在差动测量探测器上的第二电连接器插座的电触点配合的第三绝缘的导线的第一电插头的电触点和与安装在第二过度电性应力和静电放电保护控制模块内的电连接器插座的电触点配合的第三绝缘的导线的第二电插头的电触点。
37.根据权利要求36所述的差动测量探测器，其中，第一和第二电连接器插座安装在具有顶板和悬垂侧壁的支架上，该支架固定到接附板中的一个上。
全文摘要
差动测量探测器具有布置在外壳内的弹簧加载的、双重缓冲的探测组件和压力传感器。压力传感器形成具有逻辑与功能的电气开关，用于响应外壳相对于探测器组件的轴向运动传送触发信号到EOS/ESD保护控制模块。第一压缩元件在探测器组件上产生第一预加载的压缩力和增加的压缩力，并且在第一增加的压缩力施加到探测器组件上以后，第二压缩元件在探测器组件上产生第二预加载的压缩力和增加的压缩力。调节构件允许改变差动探测尖端的间距。
文档编号G01R31/11GK1869713SQ20061008781
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月26日 优先权日2005年5月27日
发明者杨开云 申请人:特克特朗尼克公司