专利名称：可调节探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及在电子设备中拦截和传输信号方面使用的可调节
探头。该可调节探头在从测试板上的电气设备获取信号并将该信号传输 给示波器以供分析方面具有特别的实用性。
背景技术：
需要用探头来从测试板上的电气设备获取信号并将该信号传 输给示波器以供分析。分析从目标印刷电路板上的电气设备获取的信号 以在逻辑层面确定该信号在做什么，是确认电路设计有效或发现电路设 计问题的重要部分。信号分析在服务和维修环境中也可用以诊断故障。 在开发阶段期间，尤其期望在电子部件被完全组装到最终产品中时测试 它们，以识别例如过热之类的设计问题。这样的测试在全规模生产期间 也可用以为制造过程提供质量控制。不幸的是，虽然在产品开发和全规模生产期间都期望在电子 部件被完全组装到最终产品时测试它们，但测试环境给探测器的放置造 成了众多障碍。因为电子部件通常是包含在壳体中的，所以存在有限的 空间用于定位探测器。此外，各电路板可能会堆叠成彼此紧邻和/或插入 到彼此中，这可造成额外的探测器位置限制。最后，可能期望利用多个 探测器同时对设备进行测试，这引入了额外的探测器放置约束。探头位置是关键的，因为对较高数据传输速率的要求已经产 生了这样的需要，即印刷电路板以不断增高的频率传递信号。在高的频 率下，例如在双倍数据速率(DDR)存储器模块中所使用的微波频率，现 有的探测器由于其探测器末端的长度而会产生不期望的电容性负载。长 的探测器会减慢高速信号和/或导致信号反射，信号反射会千扰正在测量 的信号。因此，期望将探头定位成尽可能靠近被探测的位置以最大化信 号质量。使用容纳探测器的夹具在现有技术中是公知的。例如，夹具 已被用来将探测器固定到正在接受测试的印刷电路板上。但是，这些夹 具只能使探测器垂直于电路板表面而定位。此外，这些探头非常昂贵，因为夹具和柔性电路与探测器集成在一起。柔性电路是通过将电子设备 安装在柔性的高性能基底上而产生的。在柔性、空间节省或生产约束限 制了刚性电路板或手工布线的适用性的各种应用中，柔性电路经常被用 作连接器。由于现有技术的探头的成本， 一旦完成了测试，必须付出额 外的努力将它们从测试的设备上拆焊下来，以便可以再使用。因此，存在对新的、改进型可调节探头的需求，该可调节探 头可被用于从测试板上的电气设备获取信号并将该信号传输给示波器以 供分析。在这一点上，本发明的各种实施例基本上满足了这些需求中的 至少一些。在这方面，根据本发明的可调节探头基本上偏离了常规构思 和现有技术的设计，并且如此一来，提供了一种主要为从测试板上的电 气设备获取信号并将该信号传输给示波器以供分析的目的而开发的设 备。
发明内容
本发明提供了一种改进型可调节探头，并克服了上述现有技 术的缺点和缺陷。据此，本发明的总体目的是提供一种具有上述现有技 术的所有优点的改进型可调节探头，在下文将更详细地描述本发明。为了达到这个目的，本发明的优选实施例主要包括一种探头， 该探头封入多个测试路径并具有接头，该接头附接到探头的相对侧之一 并电连接到测试路径。接头可以可拆除地附接到探头。探头可封入具有 附接集成电路单元的板，并且可存在连接到该板的电源电缆和信号电缆。 可存在通过与探头侧面上的多个槽中的至少一个可松开地接合而可拆除 地夹持探头的夹具。本发明还包括一种从安装在测试板上的电气设备获 取信号的方法。该电气设备可以是双倍数据速率存储器模块。本发明当 然还有额外特征，这将在下文进行描述，并且这些特征将构成所附权利 要求的主题。因此，已经相当宽泛地概述了本发明较为重要的特征，以便
技术做出的贡献,
图l是根据本发明原理构造的多个可调节探头的当前实施的侧视图，描绘了连接到示波器的可调节探头。图2是根据本发明原理构造的可调节探头的当前实施例的分解图。图3是根据本发明原理构造的接头(header)的当前实施例的 顶侧视图。图4a-4c分别是根据本发明原理构造的柔性电路接头的当前 实施例的顶侧视图、侧视图和底侧视图。图5是根据本发明原理构造的宽体接头的当前实施例的顶视 透视图。图6是通过本发明的接头连接到测试板的本发明的多个可调 节探头的顶视透视图。图7是通过本发明的接头和宽体接头连接到测试板的本发明
的多个可调节探头的顶视透视图。图8是通过本发明的接头连接到测试板的本发明的可调节探
头的顶视透视分解图。图9是通过接头和柔性电路接头连接到测试板的本发明的多
个可调节探头的顶视透视分解图。图10是通过接头和柔性电路接头连接到测试板的本发明的多
个可调节探头的顶视透视图。图11是本发明的从安装在测试板上的电气设备获取信号的方 法的流程图。在各图中，相同的附图标号指代相同的部分。
具体实施例方式示出了本发明的用于测试和测量仪器的设备的优选实施例，
该设备总体上由附图标号1 O表示。图1示出了本发明的改进型可调节探头10。更具体地，描绘了 17个连接到示波器38的可调节探头1Q。两根同轴带状电缆36的一端通过 探测器闸门(probe paddle) 34连接到示波器38。每个同轴带状电缆36 穿过分缆器40，分缆器40将同轴带状电缆36分开成17组双股电缆24。每 根双股电缆24附接到其中一个可调节探头10的一端。用户可使用少至其 中 一个可调节探头10或同时使用多至所有17个探头来从测试中的设备获取信号。每个可调节探头10能够独立用作数字或模拟探测器。图2示出了可调节探头10的分解图。双股电缆24的中心26和护 套28焊接到探头电路板18的一端。 一对电接触弹簧夹具22的一端焊接到 探头电路板18的相对端。弹簧夹具22为单面接触器，其可松开地将接头 42 (示于图3)、柔性电路接头52 (示于图4a-4c)或者宽体接头68 (示 于图5)固定并电连接到可调节探头IO。探头电路板18具有附接的集成电 路单元20。探头电路板18和集成电路单元20使可调节探头10成为完全有 源探头，意味着可调节探头10在通过其中一根双股电缆24将所获取的信 号发送给示波器38之前预处理该信号。这使得可调节探头10能够处理高 达8GHz的信号。然而，可调节探头10也可以是没有探头电路板18和集成 电路单元20的无源探头，不过这会限制其利用当前技术处理超过500MHz 的信号的能力。另一根双股电缆24为集成电路单元20供电。在当前实施例中， 通过其中一根双股电缆24的中心以+ 3V并通过该双股电缆24的护套M以 -3V供电。组装时，热收缩管32在双股电缆24以及上盖12和下盖14的一端 上穿过以将上盖12和下盖14固定到双股电缆24并提供消除挠曲和弯曲应 变。将标签30附接于上盖12和下盖14以唯一地识别可调节探头10。图3示出了能够可松开地固定到可调节探头10的接头42。两个 圆销46从主体50的一侧伸出，两个方销44从主体50的相对侧伸出。方销 44和圆销46彼此电接触。硬探测线48的一端焊接到每个方销44上。使用 两根线48是因为单根线48会导致非常差的信号质量和极低的性能。两根 线48使得能够让一根线48用于信号而一根线用于接地。可替代地，可将 线48用作差分对(differential pair)。差分对被用来传送差分或半差 分信号，例如高速数字串行接口信号以及高质量和/或高频率模拟信号。 差分对最小化串扰和电磁干扰并实现恒定阻抗，这在高速信号传输中是 至关重要的。当接头42可松开地固定到可调节探头10时，弹簧夹具22与 圆销46接合。在当前实施例中，圆销46具有0. IOO英寸的中心到中心间距 (中心距)，圆销46的长度为0. 120英寸，并且方销44、主体50和圆销46 的组合长度为O. 320英寸。在当前实施例中，线48为2英寸长、0. 008英寸
宽c图4a-4c示出了能够可松开地固定到可调节探头IO且尤其适合于探测通路(via)的柔性电路接头52。两个圆销56从主体54的一侧伸 出，并且两个方销66从主体54的相对侧伸出。方销66和圆销56彼此电接 触。当柔性电路接头52可松开地固定到可调节探头10时，弹簧夹具22与 圆销46接合。柔性基底58的一端通过其顶表面88附接到在方销66之下的 主体54—侧。传输线60存在于柔性基底58的顶表面88上。每根传输线60 的一端电连接到其中一个方销66，另一端终止于垫片62中。使用了两根 传输线60从而使得一根传输线60能用于信号而一根能用于接地。可替代 地，可将传输线60用作差分对。柔性基底58的底表面90具有与其附接的加强件64。加强件64 覆盖柔性基底58的大约一半，起始于柔性基底58与主体54的附接点处， 并防止柔性基底58的该部分挠曲。加强件64确保方销66和传输线60之间 的电连接不被中断。在当前实施例中，圆销56具有0. IOO英寸的中心到中 心间距，圆销56的长度为0， 120英寸，并且方销44、主体50和圆销46的组 合长度为O. 320英寸。在当前实施例中，主体54具有0. IOO英寸的宽度， 柔性基底58具有0. 300英寸的总长度和0， 150英寸的柔性长度，柔性基底 58的柔性长度92逐渐变窄到0. 065英寸的宽度。图5示出了能够可松开地固定到可调节探头10的宽体接头68。 两个圆销76从主体70的一侧伸出，并且两个方销72从主体70的相对侧伸 出。方销72和圆销76彼此电接触。线74的一端焊接到每个方销72上。使 用了两根线74从而使得一根线74能用于信号而一根能用于接地。可替代 地，可将线74用作差分对。当宽体接头68可松开地固定到可调节探头10 时，弹簧夹具22与圆销76接合。从相邻于圆销76的主体70处延伸的夹具 78通过可松开地与上盖12和下盖14上的至少一个槽16接合而将宽体接头 68进一步附接到可调节探头10。当要将可调节探头10定位成平行于待测 设备的表面时使用宽体接头68，且宽体接头68足以可拆除地将可调节探 头10固定到待测设备的表面。在当前实施例中，方销72的长度为0. 100 英寸，线74的长度为2. 0英寸，夹具78和主体68组合在一起的长度为0. 877英寸。图6示出了正被用于将可调节探头10可松开地固定到测试板 84的接头42、第一夹具80和第二夹具82。在这个实例中，从附接到测试 板84的DDR存储器模块86采集信号。但是，DDR存储器模块86也可以是任 何集成电路、功率调节器，或者甚至是中层板(mezzanine board)。每根线48的自由端焊接到测试板84上与DDR存储器模块86相关的期望功能 元件，例如引线、传输线、或通路，并且第一夹具80和第二夹具82用粘 合剂或胶带粘接于或以其它方式附接到测试板84或者DDR存储器模块86 自身。当期望将可调节探头10以一定角度附接到测试板84时使用第一夹 具80和第二夹具82。第一夹具80和第二夹具82可松开地与上盖12和下盖 H上的槽16接合。在组装测试板84时，可将第一夹具80和第二夹具82放 置在测试板84上，并且在测试之后可将它们留在原处，因为与可调节探 头10相比它们是很廉价的。可调节探头10通过第一夹具80、第二夹具82 和接头42可松开地固定到测试板84，并且在测试之后很容易拆除。在当 前实施例中，第一夹具80将可调节探头10以25。的角度可松开地固定到测 试板84，第二夹具82将可调节探头10以55。的角度可松开地固定到测试板 84。图7示出了正被用于将可调节探头10可松开地固定到测试板 84的宽体接头68、接头42和第一夹具80。线48和74的自由端焊接到测试 板84上的期望功能元件。夹具78和第一夹具80用粘合剂或胶带粘接于测 试板84并可松开地与上盖12和下盖14上的槽16接合。在组装测试板84时， 可将所述夹具放置在测试板84上，并且在测试之后可将它们留在原处， 因为与可调节探头10相比它们是很廉价的。图8示出了正被用于将可调节探头10可松开地固定到测试板 84的接头42和笫一夹具80的分解图。在组装测试板84时，将接头42和笫 一夹具80放置在测试板84上。在进行测试之前，通过使探头10中的弹簧 夹具22与接头42的圆销46可松开地接合而将探头10可拆除地连接到接头 42。通过使第一夹具80与探头10的至少一个槽16接合而同时将探头10可 拆除地连接到第一夹具80。图9示出了正被用于将可调节探头10可松开地固定到测试板 84的接头42、第一夹具80和柔性电路接头52的分解图。在要将可调节探 头10以一定角度附接到测试板84时，使用柔性电路接头52或接头42来将 可调节探头10连接到测试板84上的期望功能元件。这通过将柔性电路接 头52上的垫片62焊接到线92并进而将线92焊接到那些功能元件而实现， 或者通过将接头42上的线48的自由端焊接到那些功能元件而实现。图10示出了正被用于将多个可调节探头10可松开地固定到测 试板84的接头42、第一夹具80和柔性电路接头52。在进行测试之前，通过使探头10中的弹簧夹具22与接头42的圆销46可松开地接合而将探头10 可拆除地连接到接头42，或者通过使探头10中的弹簧夹具22与柔性电路 接头52的圆销56可松开地接合而将探头10可拆除地连接到柔性电路接头 52。通过使第一夹具80与探头10的至少一个槽16接合而同时将探头10可 拆除地连接到第一夹具80。图ll示出了从安装在测试板上的电气设备获取信号的方法 (100)。该方法从提供本发明的电测试连接器(114)和提供电气设备 (116)开始(112)。随后，通过将期望接头的线或垫片焊接到该设备 上的功能元件而将该接头电连接到该设备(118)。通常使用粘合剂或胶 带将夹具也连接到该设备(120)。然后，通过使探头中的弹簧夹具与接 头的圆销可松开地接合而将探头可拆除地连接到接头(122)。通过使夹 具与探头的至少一个槽接合而将探头可拆除地连接到夹具(122)。在利 用探头中的测试路径从电气设备获取了信号(124)之后，将探头从接头 和夹具脱开(126)，其中接头和夹具都留在测试板上，然后该方法结束 (128)。尽管已经详细描述了可调节探头的当前实施例，但应该清楚 的是，可对其进行修改和变化，所有这些都落入本发明的真正精神和范 围之内。因此，关于以上描述，应该意识到，本发明零部件的最佳尺寸 关系，包括对大小、材料、形状、形式、功能以及操作方式、组装方式 和使用方式的变化，都被视为对本领域技术人员而言是显而易见的，所 有与附图中所示和说明书中所描述的关系等同的关系都被本发明涵盖。 例如，可探测任何合适的电子设备，而不是所描述的DDR存储器模块。此 外，可使用任何数量的可调节探头，而不是所描述的1至17个。因此，以上所述被认为仅仅是对本发明原理的说明。而且， 由于本领域技术人员将容易地想到众多修改和改变，因此不期望将本发 明限制成所示和所描迷的确切构造和操作，所以，可将所有合适的修改 和等同物归为落入本发明的范围。
权利要求
1.一种用于从电气设备获取信号的探测器组件，包括探测器主体；从所述主体延伸的信号导体，用于电连接到仪器；电连接到所述信号导体的导电探测器末端，其从所述主体延伸并具有用于接触所述设备的自由端；能够可操作地固定到所述设备的附接元件；所述附接元件具有用于机械支撑所述探测器主体的装置；以及所述探测器主体具有多个附接装置，每个附接装置适于连接到所述附接元件，使得所述探测器主体附接到相对于所述设备的不同位置上，所述不同位置取决于哪个附接装置连接到所述附接元件。
2. 如权利要求1所述的探测器组件，其中，附接装置包括多个槽。
3. 如权利要求1所述的探测器组件，其中，附接元件包括夹具。
4. 如权利要求3所述的电测试连接器，其中，夹具以相对于所 述设备成0。和90。之间的角度可拆除地夹持探测器主体。
5. 如权利要求4所述的电测试连接器，其中，夹具以相对于所 述设备成25。至55。范围内的角度可拆除地夹持探测器主体。
6. 如权利要求l所述的电测试连接器，其中，所述设备为双倍 数据速率存储器模块。
7. 如权利要求l所述的电测试连接器，其中，探测器末端的自 由端焊接到所述设备。
8. 如权利要求1所述的电测试连接器，其中，探测器末端可拆 除地连接到信号导体。
9. 一种电测试连接器，包括 具有相对侧和相对端的探头； 附接到所述探头的相对侧之一上的接头；以及 由所述探头封入的多个测试路径，每个测试路径电连接到所述接头。
10. 如权利要求9所述的电测试连接器，还包括多个槽，其中探 头的相对侧在其中限定多个槽以包括所述槽。
11. 如权利要求9所述的电测试连接器，其中，接头包括具有相对端的主体；多个圆销，其中心从主体的相对端之一伸出；多个方销，其中心从主体的相对端中与圆销相对的一端伸出；以及多根具有相对端和中心的线，其中，每个方销附接到其中一根 线的一端。
12. 如权利要求11所述的电测试连接器，其中，所述线焊接到方销。
13. 如权利要求ll所述的电测试连接器，其中，方销、线和圆 销的中心到中心间距基本等于0. 100英寸。
14. 如权利要求9所述的电测试连接器，其中，接头可拆除地附 接到探头。
15. 如权利要求9所述的电测试连接器，还包括 具有由探头封入的电路系统且电连接到接头的板，其中，电路系统包括所述多个测试路径； 附接到板的集成电路单元； 连接到板的电源电缆；以及 连接到板的信号电缆。
16. 如权利要求9所述的电测试连接器，其中，接头包括 具有相对端的主体；多个圆销，其中心从主体的相对端之一伸出；多个方销，其中心从主体的相对端中与圆销相对的一端伸出；柔性基底，其具有相对端、顶表面和底表面，其中， 一端附接到主体的相对端中在方销下方的一端；多根传输线，其相对端附接到柔性基底的顶表面，其中，每个方销电连接到传输线之一的一端；以及多个塾片，其中，每根传输线具有连接到其相对端中与方销相对的一端的垫片。
17. 如权利要求16所述的电测试连接器，还包括附接到柔性基底的底表面的加强件。
18. 如权利要求9所述的电测试连接器，其中，接头包括具有相对端的主体；多个圆销，其从主体的相对端之一伸出； 多个方销，其从主体的相对端中与圆销相对的一端伸出； 多根具有相对端的线，其中，每个方销附接到其中一根线的一 端；以及从相邻于圆销的主体处纵向延伸的夹具，其中，该夹具通过与至少一个槽可松开地对接而可拆除地夹持探头。
19. 如权利要求10所述的电测试连接器，还包括夹具，其中，该夹具通过与至少一个槽可松开地接合而可拆除地夹持探头。
20. —种从安装在测试板上的电气设备获取信号的方法，包括 以下步骤提供如权利要求l所述的测试连接器； 提供电气设备；将探测器末端的自由端电连接到所述设备；将附接元件连接到所述设备； 将信号导体可拆除地连接到探测器末端和附接元件；利用信号导体从所述电气设备获取信号；以及 从探测器末端和附接元件脱开信号导体；其中，探测器末端通过多个具有相对端且一端附接到探头的弹簧夹具可拆除地连接到信 号导体。
全文摘要
本发明涉及一种可调节探头，其由封入多个测试路径并具有接头的探头构成，其中接头附接到探头的相对侧之一并电连接到测试路径。接头可以可拆除地附接到探头。探头可封入具有附接集成电路单元的板，并且可存在连接到该板的电源电缆和信号电缆。可存在通过与探头侧面上的多个槽中的至少一个可松开地接合而可拆除地夹持探头的夹具。本发明还包括一种从安装在测试板上的电气设备获取信号的方法。电气设备可以是双倍数据速率存储器模块。
文档编号G01R1/06GK101685103SQ20091017801
公开日2010年3月31日 申请日期2009年9月23日 优先权日2008年9月23日
发明者C·K·鲁佩尔特 申请人:特克特朗尼克公司