具有自动偏斜调整的三模式探针的制作方法
【专利说明】具有自动偏斜调整的三模式探针
[0001]权益
本申请要求2014年7月29日提交的申请号为62/030，476的标题为TR1-MODE PROBEWITH AUTOMATIC SKEW ADJUSTMENT的美国临时申请的权益，其通过以其整体引用合并于本文中。
技术领域
[0002]本公开涉及在至少一个探针输入路径中具有电子可调延迟的探针，以及用于在不同信号中自动调整电子可调延迟以最小化偏斜(skew)和模式转换的方法。
【背景技术】
[0003]差分输入探针常用于通过使用单个测试和测量仪器通道从被测设备(DUT)获取标称差分信号(诸如在高速串行数据总线上)。TriMode?输入探针具有获取共模信号或者作为单端信号的差分对信号(differential pair signal)中的任一侧的附加能力。
[0004]理想的差分信号包括在两个单独的线上发送的两个互补信号。在DUT中的接线的两侧到测试和测量仪器之间和/或在测试和测量仪器自身内部的任意偏斜或延迟上的差别导致差分信号的模式转换。当差分信号的一部分表现为共模信号时模式转换进行，或反之亦然。由于偏斜而引起模式转换在更高的频率下逐步地变得更差。例如，在25GHz下仅一皮秒(ps)的偏斜将导致超过15%的共模电压表现为差分信号。
[0005]用于最小化由于偏斜相关的模式转换引起的误差的一种方法是在一个或两个探针输入中提供机械可变延迟(例如拉管(trombone))，以及机械地调整机械可变延迟以在延迟中匹配。在一些情况下，在探针制造时可以做出调整以补偿探针线缆中的失配。然而，这并未有助于从DUT到探针的用户接线中的偏斜。替代地，调整可以是用户可访问的(user-accessible)，但仍将对于用户进行调整而言是不方便的。拉管也增加了探针的成本以及可能导致可靠性问题。
[0006]用于最小化由于偏斜相关的模式转换引起的误差的另一种方法是使用两个测试和测量仪器通道来单独地获取差分对信号的每一侧。数字信号处理被用于调整第一通道的波形的定时以匹配第二通道的波形的定时。然后，两个波形相减以找到差分信号。这个方法提供了一种三模式功能的形式，其中根据使用的数学函数，共模或任一单端信号是可用的。然而，由于需要使用两个通道代替一个通道，这个方法是相当昂贵的。
[0007]所公开的技术的实施例解决了现有技术中的这些和其他限制。
【发明内容】
[0008]所需要的是调整探针中的延迟以去除在差分信号的两侧之间由于接线上的差别而引起的偏斜的能力，以消除或最小化差分信号中的模式转换。
[0009]所公开的技术的某些实施例包括一种探针，所述探针包括配置成接收第一输入信号的第一输入；配置成接收第二输入信号的第二输入；连接到第一输入的第一线缆；连接到第二输入的第二线缆；连接到第一线缆的电子可调延迟，所述电子可调延迟被配置成延迟第一输入信号以去除第一输入信号和第二输入信号之间的偏斜；以及配置成接收第二输入信号和来自电子可调延迟的第一输入信号的放大器。
[0010]所公开的技术的某些其他实施例包括一种用于校正第一输入信号和第二输入信号之间的偏斜的方法，该方法包括接收第一输入信号；接收第二输入信号；确定第一输入信号和第二输入信号之间的偏斜量；以及调整至少一个电子可调延迟的延迟以去除第一输入信号和第二输入信号之间的偏斜。
【附图说明】
[0011]图1图示了根据本发明的一些实施例的具有电子可调延迟的探针。
[0012]图2图示了根据本发明的一些实施例的具有电子可调延迟的另一个探针。
[0013]图3图示了根据本发明的一些实施例的具有电子可调延迟的另一个探针。
[0014]图4图示了根据本发明的一些实施例的具有电子可调延迟的另一个探针。
[0015]图5和图6图示了根据本发明的一些实施例的使用图1-4的探针之一的测试和测量系统。
[0016]图7和图8图不了各种差分信号和共模信号。
【具体实施方式】
[0017]在并不一定按比例的附图中，所公开的系统和方法的相似或对应的元素由相同的参考数字所表示。
[0018]所公开的技术涉及具有电子可调延迟的探针。优选地，该探针在每个输入路径中都具有电子可调延迟。然而，如在以下更详细地公开的，一些实施例包括在一个输入路径中的电子可调延迟而其他输入具有固定延迟。探针可以是如图1中所示的使用测试和测量仪器的单个通道的TriMode?探针100。
[0019]在一些实施例中，TriMode?探针100包括三个输入102、104和106。第一输入102从被测设备接收第一信号，第二输入104从被测设备接收第二信号，以及第三输入106被连接到接地。TriMode?探针100还包括缓冲器108和110、线缆112和114、可调可变延迟116和118、以及三模式(tr1-mode)放大器120。可调可变延迟116和118可以与三模式放大器120分离或者在同一个集成芯片上与三模式放大器120相集成。
[0020]然而，所公开的技术并不限于图1中所示的实施例。例如，如图2中所见的，可调可变延迟116和118可以被放置在线缆112和114之前，并且与缓冲器108和110相集成。在其他实施例中，如图3中所见的，如果该探针被实现用于50 Ω输入的用例，则可以消除缓冲器108和110。
[0021]尽管已经关于图1-3讨论了 TriMode?探针，如在下文将要被更详细地讨论以及如图4中所示的，差分探针也可以与所公开的技术一起使用。差分探针400包含仅两个输入102和104，而不是在图1-图3中所见的三个输入。差分探针400还包括差分放大器402，而不是三模式放大器120。
[0022]可以使用多个不同类型的宽带直流耦合电子可调可变延迟116和118。电子可变可调延迟116和118可以基于性能要求和成本因素来选择。例如，电子可变可调延迟可以基于将该电子可变可调延迟与缓冲器108和110或者三模式放大器120/差分放大器402相集成的能力来选择。
[0023]可以被使用的电子可调可变延迟116和118的示例是变抗器调谐的集总元件延迟线、MEMS切换的延迟段、或经切换的活动延迟元件。电子可变延迟的另一示例在2015年6月 22 日提交的申请号为 14/745，711 的标题为 ELECTRONICALLY VARIABLE ANALOG DELAYLINE的美国申请中被描述，并且通过以其整体引用合并于本文中。然而，电子可变可调延迟116和118并不限于这些类型的延迟。可以使用任意宽带直流耦合的电子可调可变延迟。
[0024]如在下文中更详细描述的，第一输入信号和第二输入信号之间的偏斜可以被确定以及然后通过使用电子可变可调延迟116和118来校正。然而，一个输入路径可以具有电子可变可调延迟，而另一个输入路径具有固定的延迟，而不是如在图1-4中所示的使用两个可变可调延迟116和118。在这样的实施例中，电子可变可调延迟被调整以消除偏斜。
[0025]在使用中，如图5中所见的，探针500被附着到被测设备502。探针500可以是以上描述的探针中的任意。探针500也被连接到测试和测量仪器504。如在下文更详细描述的，测试和测量仪器504包括处理器506和用户接口 508。同样如下文更详细描述的，测试和测量仪器504也可以包括触发器510。
[0026]探针500从被测设备502接收差分信号。然后，在一些实施例中，信号被发送到测试和测量仪器504的处理器506。处理器506可以针对来自被测设备502的差分信号确定偏斜量，以及确定差分信号的两侧之间的偏斜量。一旦确定了偏斜，处理器506发送指令到电子可变可调延迟116和118以调整差分信号的每侧的延迟量来消除或减轻偏斜量。
[0027]处理器506优选为数字处理器，并且所接收的信号或其相关参数在被发送到处理器前被数字化。然而，处理器506也可以被实现为模拟处理器，其被设计为监控所接收到的模拟信号的相关参数以及控制电子可变可调延迟，如下文进一步描述的。
[0028]在各种其他实施例中，处理器506可以位于探针500内以确定偏斜量，如图6中所示。测试和测量仪器504或探针500也可以包括用于存储可执行指令的存储器(未示出)，该可执行指令用于实现本文所描述的方法和过程以及用于另外控制测试和测量仪器和/或探针。进一步地，在其他实施例中，可以在测试和测量仪器和探针500两者中通过使用处理器506来执行下文所描述的方法。
[0029]存在可能经由处理器506来确定差分信号的两侧之间的偏斜量的多个方法。然而，在每个方法中，必须使用具有经定义的定时关系的参考信号作为标准，针对该标准来比较差分信号。用于确定延迟量以使差分信号去偏斜(deskew)的方法可以被实现在硬件、软件、固件或其任意组合中。
[0030]一个这样的参考信号是来自被测设备502的假定对称但仅标称差分