用于探查动态数据信号的动态探头、动态测量系统和方法与流程

本发明涉及用于探查动态数据信号的动态探头、动态测量系统和方法。

背景技术

在现有技术中，已知用于探查数字信号的测量系统，其包括要被用于被测设备的不同的操作模式的不同的探头。因此，不同的探头被配置用于特定用途。例如，快速探头被提供用于测量系统的高速模式。该快速探头可以通过差分探头来建立。另外，在测量系统的低功率模式中使用的缓慢探头能够被提供。例如，该缓慢探头通过参考质量的探头来建立。

在测量系统用于探查在探查期间动态地改变其特性的被测设备的情况下，不同的测量必须被执行。例如，至少两个不同的测量系统被使用，其中，这些测量系统被配置为在使用适当的探头的同时以不同模式来操作。不同的测量系统能够被同时或顺序地使用。

备选地，被测设备由单个测量系统在使用适于被测设备的操作模式的不同校正的同时以顺序方式被测量若干次。例如，在高速模式中去嵌入特定源阻抗并且在低功率模式中去嵌入另一源阻抗。不同的源阻抗被手动地设置。

然而，执行不同的测量总是要求额外的工作，因为不同的测量必须被适当地比较和衡量。另外，这可能是错误的来源，因为被测设备必须被接触至少两次。

因此，存在对确保以更有效的方式测量动态数据信号并同时降低错误的风险的测量探头、测量系统和方法的需求。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于探查动态数据信号的动态探头，其包括：切换单元，其被配置为提供至少两个不同的输入阻抗，其中，切换单元被配置为在第一模式中选择第一输入阻抗并且在第二模式中选择第二输入阻抗，切换单元被配置为基于处理的数据信号中的事件来动态地操作。

另外，本发明提供了一种用于探查动态数据信号的方法，其具有以下步骤：

-提供用于探查动态数据信号的动态探头，

-提供具有用于接收对应于动态数据信号的探查信号的探头接口的试验和测量设备，

-处理由探头接收到的探查信号，以及

-基于数据信号中的事件来选择第一模式或第二模式，使得动态探头的切换单元被动态地切换到用于处理数据信号的第一模式或第二模式。

本发明基于如下发现：由于切换单元被用于随时间关于动态地改变被探查的被测设备的特性而动态地调整探头的特性，所以测量时间和测量工作能够被显著减少。该调整在探查期间被执行。由于探头(尤其是切换单元)的操作模式关于被测设备的改变的特性而被动态地调整，所以即使被测设备随时间动态地改变其特性，探查被测设备也仅仅需要单个接触。因此，不必混合由不同的测量(尤其是不同的探头)获得的测量结果。

被测设备的动态改变的特性可以与被探查的被测设备的改变的操作模式有关。因此，被测设备的这些改变的特性能够由相同探头来测量而不会重新接触被测设备。因此，在探查被测设备的同时降低错误的风险。通常，总线信号包括不同的操作模式。

切换单元可以由包括至少一个切换构件的切换电路实现。此外，另外的部件被提供在切换电路中以用于适当地处理数据信号。

根据一方面，切换单元被配置为自动地改变模式。因此，无需手动输入来适当地切换探头。另外，切换单元被配置为确保快速切换处理，使得信号的动态改变的特性能够在取决于接收到的信号(尤其是处理的数据信号中的任何事件)而设置探头的不同的操作模式的同时被探查。另外，手动操作将变慢以便对探查的数据信号的改变的特性做出反应。

根据另一方面，检测单元被提供，检测单元被配置为检测数据信号中的事件。检测单元检测可以对应于被测设备的另一操作模式的数据信号中的特定事件。因此，检测单元被配置为检测数据信号中的动态改变。基于事件的检测，检测单元可以控制切换单元，使得切换单元选择用于处理数据信号的适当的模式。

检测单元可以被集成在动态探头其本身中。因此，动态探头适合于高压信号和低压信号。尤其地，单个探头足够用于包括可以与被测设备的不同的操作模式有关的不同的信号部分的动态数据信号。探头可以包括检测单元，使得事件由探头其本身检测到。在探查的动态数据信号中检测事件。另外，这样的事件的出现可以由探头，例如由实现的发光二极管指示。

另外，触发器单元可以被提供，触发器单元被配置为根据数据信号来导出至少一个事件以便控制切换单元。触发器单元相对于采集触发器单元被单独地形成，采集触发器单元被配置为触发器探查的开始。触发器单元关于动态地改变的数据信号，尤其是可以与被测设备的不同的操作模式有关的数据信号的改变的特性，控制切换单元。

例如，检测单元具有触发器功能，使得检测单元包括触发器单元。换言之，检测单元和触发器单元可以被实现在彼此中。

触发器单元可以被配置为动态地调整切换单元，尤其是切换单元的部件。因此，无需手动输入来调整包括具有不同的部件的电路的切换单元。

通常，触发器单元可以为模式触发器。

例如，第一模式是高压模式和/或第二模式是低压模式。因此，动态探头适合于探查和处理高压数据信号和低压数据信号，因为探头，尤其是切换单元，被适当地调整，尤其是以自动方式被调整。适当的调整尤其地通过相应地调整探头的输入阻抗来实现。

切换单元可以被配置为使得第一分压器在第一模式中被接通和/或具有至少较低分压比率的第二分压器在第二模式中被接通。在探头的不同的模式中，不同的电压由切换单元(尤其是切换电路)处理。因此，能够确保不同的信号或信号部分尤其是关于被连接到探头的试验和测量设备例如示波器以适当的方式被处理。通常，分压器适当地衰减处理的信号。

尤其地，切换单元被配置为使得针对第二模式不提供分压器。因此，切换单元，尤其是切换电路，包括至少一个分压器，该至少一个分压器在第一模式被激活时被接通，而在高速模式中低压信号可以被处理而没有任何衰减。

根据另一方面，切换单元被配置为使得第一放大器在第一模式中被接通和/或第二放大器在第二模式中被接通。因此，探头可以包括被分配给用于取决于所选择的模式而适当地处理数据信号的特定模式的两个不同的放大器。如果在处理的数据信号中出现特定事件，则数据信号被转发到相应放大器。因此，切换单元确保处理的数据信号被转发到适当的放大器。

尤其地，第一放大器是高压低频放大器和/或第二放大器是低压高频放大器。这些放大器确保在相应模式中处理数据信号，尤其是在这些模式分别与高压模式和低压模式有关的情况下。另外，确保宽带信号能够由第二放大器处理。

通常，切换单元可以由具有与第一模式和第二模式有关的两个电路部分的切换电路建立。在第一电路部分中，第一分压器和第一放大器被提供，而第二放大器和(任选地)第二分压器被提供在第二电路部分中。

此外，第一模式能够为单端模式和/或第二模式可以为差分探头。探头可以具有用于探查第一信号和第二信号的两个不同的接触，例如正向线路和负向线路。这些信号之一可以是与诸如接地的恒定电压有关的恒定值。备选地，两个信号彼此互补。

根据另一方面，切换单元被配置为在第一模式中施加第一信号偏移电压和在第二模式中施加第二信号偏移电压，两个信号偏移电压是不同的。因此，在这些模式与处理的数据信号的不同的信号水平有关的情况下，不同的偏移电压能够被施加。这简化了用于图示探查的数据信号的试验和测量设备上的图示用途。

一方面提供了由检测单元检测事件。检测单元筛查针对表示事件的动态改变的动态数据信号。

通常，事件能够为特定信号水平、信号模式(p模式、n模式、差分模式或共同模式)、阻抗(例如终端阻抗或源阻抗)、特定共同模式水平、特定数据速率、信号(部分)的特定形状、预定义时间和解码信号(部分)中的至少一个。

根据另一方面，探头的模式通过使用触发器单元来自动设置，触发器单元根据数据信号来导出至少一个事件并且另外控制切换单元。触发器单元搜索特定事件并适当地控制切换单元。如已经提到的，触发器单元可以被实现在检测单元中，使得事件的检测和控制由相同单元完成。

探头可以接触提供动态数据信号的被测设备仅仅一次。因此，无需以其中被测设备尤其是与不同的探头必须被接触若干次的顺序方式执行不同的测量。

尤其地，如以上所提到的动态探头被提供用于执行探查。

本发明还提供了一种动态测量系统，其包括试验和测量设备以及如以上所描述的动态探头。动态探头可以被连接到测量设备，使得探查的数据信号由探头处理并被转发到接收对应于数据信号的探头信号的试验和测量设备。

根据一方面，检测单元被集成在试验和测量设备中，其中，动态探头具有被连接到试验和测量设备的探头接口的控制接口使得检测单元被配置为控制动态探头。试验和测量设备检测对应于由被测设备提供的数据信号的探头信号中的事件。因此，试验和测量设备适当地控制探头，使得相应模式被设置用于正确地探查数据信号。因此，检测单元可以包括用于在一旦检测到事件时就控制探头的触发器单元。

试验和测量设备可以是示波器。示波器与探头连接，使得被测设备由用于生成探头信号的探头接触，探头信号被转发到示波器以用于分析用途。(动态探头或试验和测量设备的)检测单元检测数据信号或对应于数据信号的探头信号中的事件。

试验和测量设备可以被配置为使用单个探头，使得试验和测量设备的单个测量通道在探查动态数据信号期间被占用。由于仅仅一个测量通道被占用，所以试验和测量设备，尤其是示波器，能够以更简单的方式被建立。另外，试验和测量设备的其他测量通道能够用于其他测量。因此，成本能够被减少以同时完成不同的测量。

附图说明

现在将参考在附图中示出的优选实施例描述本发明。在附图中，

-图1示意性地示出了根据本发明的动态测量系统，

-图2示意性地示出了根据本发明的由动态测量系统收集的数据信号的图，

-图3示意性地示出了根据本发明的动态探头的切换单元，以及

-图4示意性地示出了根据本发明的动态测量系统的细节。

具体实施方式

下面结合附图阐述的详细描述旨在为所公开的主题的各种实施例的描述并且不旨在表示仅有的实施例，其中，类似的附图标记指代类似的元件。本公开内容中描述的每个实施例仅仅被提供为示例或图示并且不应当被理解为比其他实施例优选或有利。本文中提供的说明性示例不旨在为穷尽的或者将要求保护的主题限于所公开的精确形式。

在图1中，示出了动态测量系统10，其用于探查来自被测设备12的动态数据信号。

动态测量系统10包括试验和测量设备14和动态探头16，动态探头16经由在测量设备14处形成的探头接口18与测量设备14连接。测量设备14可以由示波器建立。

探头16直接接触被测设备12以用于收集由被测设备12发送的数据信号，其中，数据信号被转换成探头信号，探头信号被转发到测量设备14以用于进一步处理，尤其是用于分析用途。

动态探头16具有在图3中更详细地示出的并且将在稍后描述的切换单元20。通常，切换单元20被配置为提供与探头16的不同的模式有关的至少两个不同的输入阻抗，其中，切换单元20被配置为基于处理的数据信号中的事件来动态地操作。

为了检测数据信号中的事件，探头16包括如图1所示的检测单元22。

检测单元22被连接到切换单元20，使得切换单元20由检测单元22基于探查的数据信号中检测到的事件来控制。因此，当检测单元22检测到特定事件(例如特定信号水平、信号模式(p模式、n模式、差分模式或共同模式)、特定阻抗(例如终端阻抗或源阻抗)、特定共同模式水平和/或特定数据速率)时，探头16的模式被改变。因此，集成在探头16中的检测单元22扫描探查的模拟动态数据信号。

备选地或补充地，试验和测量设备14包括检测单元22(虚线)。集成在试验和测量设备14中的检测单元22被连接到探头接口18，使得检测单元22在模拟探头信号被试验和测量设备14的内部采集单元数字化之前接收模拟探头信号。备选地，检测单元22接收已经数字化的探头信号。

然而，集成在试验和测量设备14中的检测单元22检测特定事件并生成被转发到探头16的控制信号，使得探头16的相应模式尤其地通过适当地调整切换单元20来设置。因此，试验和测量设备14被配置为基于探查的数据信号中出现的事件来控制动态探头16。探头16具有用于接收控制信号的适当的控制接口23。

另外，触发器单元24可以被提供，触发器单元24被配置为根据数据信号来导出事件。该触发器单元24不同于被配置为触发探查的开始的采集触发器单元(未示出)。

根据示出的实施例，检测单元22和触发器单元24被一体地形成，使得检测单元22具有触发功能。

与示出的实施例备选地，检测单元22和触发器单元24可以被单独地形成。

通常，检测单元22检测数据信号中的事件并基于检测到的事件来适当地触发切换单元20。尤其地，触发器单元24控制切换单元20，使得特定模式基于检测到的事件来选择，其中，选择的模式与切换单元20的特定设置有关，尤其是与由电路建立的切换单元20的特定部件的切换有关。这将在下文中参考图2和图3描述。

如已经提到的，检测单元22检测数据信号中的特定事件，其可以与动态数据信号的动态改变的特性有关。动态数据信号的这些动态改变的特性可以对应于探查的被测设备12的不同的操作模式，例如由于如图2所示的从高速操作模式a到低功率操作模式b的改变或从低功率操作模式b到高速操作模式a的改变而引起的被测设备12的改变的源阻抗。

如已经提到的，提供至少两个不同的操作模式，即，高速操作模式a和低功率操作模式b，其可以与低压模式和高压模式有关。此外，这些操作模式可以分别与差分模式和单端模式有关。

在检测到探头信号中的事件时，触发器单元24触发使得切换单元20选择特定模式，尤其是第一模式或第二模式。

在图3中示出的实施例中，切换单元20具有与第一模式和第二模式有关的两个电路部分26、28，其中，切换构件30、32被分配给相应电路部分26、28。

在图3中，切换构件30、32被切换使得从被测设备12的正向线路34(p线路)和负向线路36(n线路)探查的数据信号被转发到与第一模式有关的第一电路部分26。

例如，第一模式与单端模式(尤其是单端p模式)有关。

第一电路部分26包括具有1mω的电阻的第一分压器38，其中，该分压器38被分配给p线路34。

因此，被分配给第一模式的第一电路部分26的输入阻抗由1mω的电阻定义。

分压器38还被连接到第一放大器40，尤其是其第一输入部，其中，第一放大器40是高压低频放大器，同时被配置为处理具有高达例如10mhz的频率的信号。因此，宽带信号能够由第一放大器40处理。

第一放大器40(尤其是第二输入部)和1mω的电阻两者被连接到共同的接地。

由第一电路部分26探查和处理的数据信号被转发到输出切换构件42，输出切换构件42被分配给探头16的输出部44。输出部44被连接到试验和测量设备14，使得生成的探头信号被适当地转发到试验和测量设备14。

第一电路部分26用于处理由图2中的b指示的数据信号的信号部分。

另外，第二电路部分28用于处理在第二模式中探查的数据信号，例如用于处理与如在图2中由a指示的被测设备12的第二操作模式有关的差分信号。

因此，第二电路部分28具有第二放大器46，第二放大器46被馈送以从两个线路(即p线路34和n线路36)探查的信号。因此，第二放大器46的两个输入部被分配给被测设备12的信号线路34、36。第二放大器46是被配置为处理高达例如10ghz的频率的低压高频放大器。

在示出的实施例中，第二电路部分28具有第二分压器48，第二分压器48具有较低分压比率，因为第二分压器48包括1kω的第二电阻。由于第二电路部分28可以在另一实施例中不具有第二分压器，所以第二分压器48的电阻器由虚线图示。

因此，探头16的输入阻抗在第二模式中相对于第一模式被改变，同时在第一模式中具有1mω的第一输入电阻相较于在第二模式中具有1kω的第二输入电阻。

由于被测设备12的第一操作模式可以是低速模式，所以没有或较少终端阻抗出现。与此相反，终端阻抗在高速模式(第二操作模式)中增大，使得提供匹配阻抗以便避免反射是重要的。

通常，分压器38、48尤其通过被连接到如已知的探头16的试验和测量设备14的输入阻抗来建立。

第二放大器46的输出部还被分配给输出切换构件42，使得与第二模式中的数据信号有关的探头信号经由输出部44输出。

因此，探头16确保不同的信号以及不同的信号部分能够在使用单个探头16的同时被测量。

检测单元22和触发单元24确保在探查的数据信号中检测到特定事件(触发事件)，其中，切换单元20(尤其是切换构件30、32、42)被适当地控制，以便处理由切换单元20的相应电路部分26、28处理数据信号。

切换单元20还被配置为分别施加第一信号偏移电压和第二信号偏移电压，使得探查的信号能够被适当地处理。例如，第一电路部分26可以被配置为处理高达3v的电压，而第二电路部分28可以被配置为处理高达300mv的电压。

在图4中，示出了试验和测量设备14的输入部50，其被连接到探头16的线缆52，例如同轴线缆。

输入部50被分配给总线接收器电路54，使得试验和测量设备14被配置为以适当的方式处理总线信号。

通常，即使所获得的数据信号在探查期间动态地改变，也确保被测设备12必须被接触仅仅一次。

第一模式对应于被优化以用于测量具有50ω的电阻的线路的宽带和差分模式。

第二模式对应于被优化以用于测量缓慢参考质量(单端)总线系统的窄带和高电阻模式。

总测量时间和错误的风险被减少，而测量的质量被同时提高。