專利名稱：可調節探頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及在電子設備中攔截和傳輸信號方面使用的可調節
探頭。該可調節探頭在從測試板上的電氣設備獲取信號并將該信號傳輸 給示波器以供分析方面具有特別的實用性。
背景技術：
需要用探頭來從測試板上的電氣設備獲取信號并將該信號傳 輸給示波器以供分析。分析從目標印刷電路板上的電氣設備獲取的信號 以在邏輯層面確定該信號在做什么，是確認電路設計有效或發現電路設 計問題的重要部分。信號分析在服務和維修環境中也可用以診斷故障。 在開發階段期間，尤其期望在電子部件被完全組裝到最終產品中時測試 它們，以識別例如過熱之類的設計問題。這樣的測試在全規模生產期間 也可用以為制造過程提供質量控制。不幸的是，雖然在產品開發和全規模生產期間都期望在電子 部件被完全組裝到最終產品時測試它們，但測試環境給探測器的放置造 成了眾多障礙。因為電子部件通常是包含在殼體中的，所以存在有限的 空間用于定位探測器。此外，各電路板可能會堆疊成彼此緊鄰和/或插入 到彼此中，這可造成額外的探測器位置限制。最后，可能期望利用多個 探測器同時對設備進行測試，這引入了額外的探測器放置約束。探頭位置是關鍵的，因為對較高數據傳輸速率的要求已經產 生了這樣的需要，即印刷電路板以不斷增高的頻率傳遞信號。在高的頻 率下，例如在雙倍數據速率(DDR)存儲器模塊中所使用的微波頻率，現 有的探測器由于其探測器末端的長度而會產生不期望的電容性負載。長 的探測器會減慢高速信號和/或導致信號反射，信號反射會千擾正在測量 的信號。因此，期望將探頭定位成盡可能靠近被探測的位置以最大化信 號質量。使用容納探測器的夾具在現有技術中是公知的。例如，夾具 已被用來將探測器固定到正在接受測試的印刷電路板上。但是，這些夾 具只能使探測器垂直于電路板表面而定位。此外，這些探頭非常昂貴，因為夾具和柔性電路與探測器集成在一起。柔性電路是通過將電子設備 安裝在柔性的高性能基底上而產生的。在柔性、空間節省或生產約束限 制了剛性電路板或手工布線的適用性的各種應用中，柔性電路經常被用 作連接器。由于現有技術的探頭的成本， 一旦完成了測試，必須付出額 外的努力將它們從測試的設備上拆焊下來，以便可以再使用。因此，存在對新的、改進型可調節探頭的需求，該可調節探 頭可被用于從測試板上的電氣設備獲取信號并將該信號傳輸給示波器以 供分析。在這一點上，本發明的各種實施例基本上滿足了這些需求中的 至少一些。在這方面，根據本發明的可調節探頭基本上偏離了常規構思 和現有技術的設計，并且如此一來，提供了一種主要為從測試板上的電 氣設備獲取信號并將該信號傳輸給示波器以供分析的目的而開發的設 備。
發明內容
本發明提供了一種改進型可調節探頭，并克服了上述現有技 術的缺點和缺陷。據此，本發明的總體目的是提供一種具有上述現有技 術的所有優點的改進型可調節探頭，在下文將更詳細地描述本發明。為了達到這個目的，本發明的優選實施例主要包括一種探頭， 該探頭封入多個測試路徑并具有接頭，該接頭附接到探頭的相對側之一 并電連接到測試路徑。接頭可以可拆除地附接到探頭。探頭可封入具有 附接集成電路單元的板，并且可存在連接到該板的電源電纜和信號電纜。 可存在通過與探頭側面上的多個槽中的至少一個可松開地接合而可拆除 地夾持探頭的夾具。本發明還包括一種從安裝在測試板上的電氣設備獲 取信號的方法。該電氣設備可以是雙倍數據速率存儲器模塊。本發明當 然還有額外特征，這將在下文進行描述，并且這些特征將構成所附權利 要求的主題。因此，已經相當寬泛地概述了本發明較為重要的特征，以便
技術做出的貢獻,
圖l是根據本發明原理構造的多個可調節探頭的當前實施的側視圖，描繪了連接到示波器的可調節探頭。圖2是根據本發明原理構造的可調節探頭的當前實施例的分解圖。圖3是根據本發明原理構造的接頭(header)的當前實施例的 頂側視圖。圖4a-4c分別是根據本發明原理構造的柔性電路接頭的當前 實施例的頂側視圖、側視圖和底側視圖。圖5是根據本發明原理構造的寬體接頭的當前實施例的頂視 透視圖。圖6是通過本發明的接頭連接到測試板的本發明的多個可調 節探頭的頂視透視圖。圖7是通過本發明的接頭和寬體接頭連接到測試板的本發明
的多個可調節探頭的頂視透視圖。圖8是通過本發明的接頭連接到測試板的本發明的可調節探
頭的頂視透視分解圖。圖9是通過接頭和柔性電路接頭連接到測試板的本發明的多
個可調節探頭的頂視透視分解圖。圖10是通過接頭和柔性電路接頭連接到測試板的本發明的多
個可調節探頭的頂視透視圖。圖11是本發明的從安裝在測試板上的電氣設備獲取信號的方 法的流程圖。在各圖中，相同的附圖標號指代相同的部分。
具體實施例方式示出了本發明的用于測試和測量儀器的設備的優選實施例，
該設備總體上由附圖標號1 O表示。圖1示出了本發明的改進型可調節探頭10。更具體地，描繪了 17個連接到示波器38的可調節探頭1Q。兩根同軸帶狀電纜36的一端通過 探測器閘門(probe paddle) 34連接到示波器38。每個同軸帶狀電纜36 穿過分纜器40，分纜器40將同軸帶狀電纜36分開成17組雙股電纜24。每 根雙股電纜24附接到其中一個可調節探頭10的一端。用戶可使用少至其 中 一個可調節探頭10或同時使用多至所有17個探頭來從測試中的設備獲取信號。每個可調節探頭10能夠獨立用作數字或模擬探測器。圖2示出了可調節探頭10的分解圖。雙股電纜24的中心26和護 套28焊接到探頭電路板18的一端。 一對電接觸彈簧夾具22的一端焊接到 探頭電路板18的相對端。彈簧夾具22為單面接觸器，其可松開地將接頭 42 (示于圖3)、柔性電路接頭52 (示于圖4a-4c)或者寬體接頭68 (示 于圖5)固定并電連接到可調節探頭IO。探頭電路板18具有附接的集成電 路單元20。探頭電路板18和集成電路單元20使可調節探頭10成為完全有 源探頭，意味著可調節探頭10在通過其中一根雙股電纜24將所獲取的信 號發送給示波器38之前預處理該信號。這使得可調節探頭10能夠處理高 達8GHz的信號。然而，可調節探頭10也可以是沒有探頭電路板18和集成 電路單元20的無源探頭，不過這會限制其利用當前技術處理超過500MHz 的信號的能力。另一根雙股電纜24為集成電路單元20供電。在當前實施例中， 通過其中一根雙股電纜24的中心以+ 3V并通過該雙股電纜24的護套M以 -3V供電。組裝時，熱收縮管32在雙股電纜24以及上蓋12和下蓋14的一端 上穿過以將上蓋12和下蓋14固定到雙股電纜24并提供消除撓曲和彎曲應 變。將標簽30附接于上蓋12和下蓋14以唯一地識別可調節探頭10。圖3示出了能夠可松開地固定到可調節探頭10的接頭42。兩個 圓銷46從主體50的一側伸出，兩個方銷44從主體50的相對側伸出。方銷 44和圓銷46彼此電接觸。硬探測線48的一端焊接到每個方銷44上。使用 兩根線48是因為單根線48會導致非常差的信號質量和極低的性能。兩根 線48使得能夠讓一根線48用于信號而一根線用于接地。可替代地，可將 線48用作差分對(differential pair)。差分對被用來傳送差分或半差 分信號，例如高速數字串行接口信號以及高質量和/或高頻率模擬信號。 差分對最小化串擾和電磁干擾并實現恒定阻抗，這在高速信號傳輸中是 至關重要的。當接頭42可松開地固定到可調節探頭10時，彈簧夾具22與 圓銷46接合。在當前實施例中，圓銷46具有0. IOO英寸的中心到中心間距 (中心距)，圓銷46的長度為0. 120英寸，并且方銷44、主體50和圓銷46 的組合長度為O. 320英寸。在當前實施例中，線48為2英寸長、0. 008英寸
寬c圖4a-4c示出了能夠可松開地固定到可調節探頭IO且尤其適合于探測通路(via)的柔性電路接頭52。兩個圓銷56從主體54的一側伸 出，并且兩個方銷66從主體54的相對側伸出。方銷66和圓銷56彼此電接 觸。當柔性電路接頭52可松開地固定到可調節探頭10時，彈簧夾具22與 圓銷46接合。柔性基底58的一端通過其頂表面88附接到在方銷66之下的 主體54—側。傳輸線60存在于柔性基底58的頂表面88上。每根傳輸線60 的一端電連接到其中一個方銷66，另一端終止于墊片62中。使用了兩根 傳輸線60從而使得一根傳輸線60能用于信號而一根能用于接地。可替代 地，可將傳輸線60用作差分對。柔性基底58的底表面90具有與其附接的加強件64。加強件64 覆蓋柔性基底58的大約一半，起始于柔性基底58與主體54的附接點處， 并防止柔性基底58的該部分撓曲。加強件64確保方銷66和傳輸線60之間 的電連接不被中斷。在當前實施例中，圓銷56具有0. IOO英寸的中心到中 心間距，圓銷56的長度為0， 120英寸，并且方銷44、主體50和圓銷46的組 合長度為O. 320英寸。在當前實施例中，主體54具有0. IOO英寸的寬度， 柔性基底58具有0. 300英寸的總長度和0， 150英寸的柔性長度，柔性基底 58的柔性長度92逐漸變窄到0. 065英寸的寬度。圖5示出了能夠可松開地固定到可調節探頭10的寬體接頭68。 兩個圓銷76從主體70的一側伸出，并且兩個方銷72從主體70的相對側伸 出。方銷72和圓銷76彼此電接觸。線74的一端焊接到每個方銷72上。使 用了兩根線74從而使得一根線74能用于信號而一根能用于接地。可替代 地，可將線74用作差分對。當寬體接頭68可松開地固定到可調節探頭10 時，彈簧夾具22與圓銷76接合。從相鄰于圓銷76的主體70處延伸的夾具 78通過可松開地與上蓋12和下蓋14上的至少一個槽16接合而將寬體接頭 68進一步附接到可調節探頭10。當要將可調節探頭10定位成平行于待測 設備的表面時使用寬體接頭68，且寬體接頭68足以可拆除地將可調節探 頭10固定到待測設備的表面。在當前實施例中，方銷72的長度為0. 100 英寸，線74的長度為2. 0英寸，夾具78和主體68組合在一起的長度為0. 877英寸。圖6示出了正被用于將可調節探頭10可松開地固定到測試板 84的接頭42、第一夾具80和第二夾具82。在這個實例中，從附接到測試 板84的DDR存儲器模塊86采集信號。但是，DDR存儲器模塊86也可以是任 何集成電路、功率調節器，或者甚至是中層板(mezzanine board)。每根線48的自由端焊接到測試板84上與DDR存儲器模塊86相關的期望功能 元件，例如引線、傳輸線、或通路，并且第一夾具80和第二夾具82用粘 合劑或膠帶粘接于或以其它方式附接到測試板84或者DDR存儲器模塊86 自身。當期望將可調節探頭10以一定角度附接到測試板84時使用第一夾 具80和第二夾具82。第一夾具80和第二夾具82可松開地與上蓋12和下蓋 H上的槽16接合。在組裝測試板84時，可將第一夾具80和第二夾具82放 置在測試板84上，并且在測試之后可將它們留在原處，因為與可調節探 頭10相比它們是很廉價的。可調節探頭10通過第一夾具80、第二夾具82 和接頭42可松開地固定到測試板84，并且在測試之后很容易拆除。在當 前實施例中，第一夾具80將可調節探頭10以25。的角度可松開地固定到測 試板84，第二夾具82將可調節探頭10以55。的角度可松開地固定到測試板 84。圖7示出了正被用于將可調節探頭10可松開地固定到測試板 84的寬體接頭68、接頭42和第一夾具80。線48和74的自由端焊接到測試 板84上的期望功能元件。夾具78和第一夾具80用粘合劑或膠帶粘接于測 試板84并可松開地與上蓋12和下蓋14上的槽16接合。在組裝測試板84時， 可將所述夾具放置在測試板84上，并且在測試之后可將它們留在原處， 因為與可調節探頭10相比它們是很廉價的。圖8示出了正被用于將可調節探頭10可松開地固定到測試板 84的接頭42和笫一夾具80的分解圖。在組裝測試板84時，將接頭42和笫 一夾具80放置在測試板84上。在進行測試之前，通過使探頭10中的彈簧 夾具22與接頭42的圓銷46可松開地接合而將探頭10可拆除地連接到接頭 42。通過使第一夾具80與探頭10的至少一個槽16接合而同時將探頭10可 拆除地連接到第一夾具80。圖9示出了正被用于將可調節探頭10可松開地固定到測試板 84的接頭42、第一夾具80和柔性電路接頭52的分解圖。在要將可調節探 頭10以一定角度附接到測試板84時，使用柔性電路接頭52或接頭42來將 可調節探頭10連接到測試板84上的期望功能元件。這通過將柔性電路接 頭52上的墊片62焊接到線92并進而將線92焊接到那些功能元件而實現， 或者通過將接頭42上的線48的自由端焊接到那些功能元件而實現。圖10示出了正被用于將多個可調節探頭10可松開地固定到測 試板84的接頭42、第一夾具80和柔性電路接頭52。在進行測試之前，通過使探頭10中的彈簧夾具22與接頭42的圓銷46可松開地接合而將探頭10 可拆除地連接到接頭42，或者通過使探頭10中的彈簧夾具22與柔性電路 接頭52的圓銷56可松開地接合而將探頭10可拆除地連接到柔性電路接頭 52。通過使第一夾具80與探頭10的至少一個槽16接合而同時將探頭10可 拆除地連接到第一夾具80。圖ll示出了從安裝在測試板上的電氣設備獲取信號的方法 (100)。該方法從提供本發明的電測試連接器(114)和提供電氣設備 (116)開始(112)。隨后，通過將期望接頭的線或墊片焊接到該設備 上的功能元件而將該接頭電連接到該設備(118)。通常使用粘合劑或膠 帶將夾具也連接到該設備(120)。然后，通過使探頭中的彈簧夾具與接 頭的圓銷可松開地接合而將探頭可拆除地連接到接頭(122)。通過使夾 具與探頭的至少一個槽接合而將探頭可拆除地連接到夾具(122)。在利 用探頭中的測試路徑從電氣設備獲取了信號(124)之后，將探頭從接頭 和夾具脫開(126)，其中接頭和夾具都留在測試板上，然后該方法結束 (128)。盡管已經詳細描述了可調節探頭的當前實施例，但應該清楚 的是，可對其進行修改和變化，所有這些都落入本發明的真正精神和范 圍之內。因此，關于以上描述，應該意識到，本發明零部件的最佳尺寸 關系，包括對大小、材料、形狀、形式、功能以及操作方式、組裝方式 和使用方式的變化，都被視為對本領域技術人員而言是顯而易見的，所 有與附圖中所示和說明書中所描述的關系等同的關系都被本發明涵蓋。 例如，可探測任何合適的電子設備，而不是所描述的DDR存儲器模塊。此 外，可使用任何數量的可調節探頭，而不是所描述的1至17個。因此，以上所述被認為僅僅是對本發明原理的說明。而且， 由于本領域技術人員將容易地想到眾多修改和改變，因此不期望將本發 明限制成所示和所描迷的確切構造和操作，所以，可將所有合適的修改 和等同物歸為落入本發明的范圍。
權利要求
1.一種用于從電氣設備獲取信號的探測器組件，包括探測器主體；從所述主體延伸的信號導體，用于電連接到儀器；電連接到所述信號導體的導電探測器末端，其從所述主體延伸并具有用于接觸所述設備的自由端；能夠可操作地固定到所述設備的附接元件；所述附接元件具有用于機械支撐所述探測器主體的裝置；以及所述探測器主體具有多個附接裝置，每個附接裝置適于連接到所述附接元件，使得所述探測器主體附接到相對于所述設備的不同位置上，所述不同位置取決于哪個附接裝置連接到所述附接元件。
2. 如權利要求1所述的探測器組件，其中，附接裝置包括多個槽。
3. 如權利要求1所述的探測器組件，其中，附接元件包括夾具。
4. 如權利要求3所述的電測試連接器，其中，夾具以相對于所 述設備成0。和90。之間的角度可拆除地夾持探測器主體。
5. 如權利要求4所述的電測試連接器，其中，夾具以相對于所 述設備成25。至55。范圍內的角度可拆除地夾持探測器主體。
6. 如權利要求l所述的電測試連接器，其中，所述設備為雙倍 數據速率存儲器模塊。
7. 如權利要求l所述的電測試連接器，其中，探測器末端的自 由端焊接到所述設備。
8. 如權利要求1所述的電測試連接器，其中，探測器末端可拆 除地連接到信號導體。
9. 一種電測試連接器，包括 具有相對側和相對端的探頭； 附接到所述探頭的相對側之一上的接頭；以及 由所述探頭封入的多個測試路徑，每個測試路徑電連接到所述接頭。
10. 如權利要求9所述的電測試連接器，還包括多個槽，其中探 頭的相對側在其中限定多個槽以包括所述槽。
11. 如權利要求9所述的電測試連接器，其中，接頭包括具有相對端的主體；多個圓銷，其中心從主體的相對端之一伸出；多個方銷，其中心從主體的相對端中與圓銷相對的一端伸出；以及多根具有相對端和中心的線，其中，每個方銷附接到其中一根 線的一端。
12. 如權利要求11所述的電測試連接器，其中，所述線焊接到方銷。
13. 如權利要求ll所述的電測試連接器，其中，方銷、線和圓 銷的中心到中心間距基本等于0. 100英寸。
14. 如權利要求9所述的電測試連接器，其中，接頭可拆除地附 接到探頭。
15. 如權利要求9所述的電測試連接器，還包括 具有由探頭封入的電路系統且電連接到接頭的板，其中，電路系統包括所述多個測試路徑； 附接到板的集成電路單元； 連接到板的電源電纜；以及 連接到板的信號電纜。
16. 如權利要求9所述的電測試連接器，其中，接頭包括 具有相對端的主體；多個圓銷，其中心從主體的相對端之一伸出；多個方銷，其中心從主體的相對端中與圓銷相對的一端伸出；柔性基底，其具有相對端、頂表面和底表面，其中， 一端附接到主體的相對端中在方銷下方的一端；多根傳輸線，其相對端附接到柔性基底的頂表面，其中，每個方銷電連接到傳輸線之一的一端；以及多個塾片，其中，每根傳輸線具有連接到其相對端中與方銷相對的一端的墊片。
17. 如權利要求16所述的電測試連接器，還包括附接到柔性基底的底表面的加強件。
18. 如權利要求9所述的電測試連接器，其中，接頭包括具有相對端的主體；多個圓銷，其從主體的相對端之一伸出； 多個方銷，其從主體的相對端中與圓銷相對的一端伸出； 多根具有相對端的線，其中，每個方銷附接到其中一根線的一 端；以及從相鄰于圓銷的主體處縱向延伸的夾具，其中，該夾具通過與至少一個槽可松開地對接而可拆除地夾持探頭。
19. 如權利要求10所述的電測試連接器，還包括夾具，其中，該夾具通過與至少一個槽可松開地接合而可拆除地夾持探頭。
20. —種從安裝在測試板上的電氣設備獲取信號的方法，包括 以下步驟提供如權利要求l所述的測試連接器； 提供電氣設備；將探測器末端的自由端電連接到所述設備；將附接元件連接到所述設備； 將信號導體可拆除地連接到探測器末端和附接元件；利用信號導體從所述電氣設備獲取信號；以及 從探測器末端和附接元件脫開信號導體；其中，探測器末端通過多個具有相對端且一端附接到探頭的彈簧夾具可拆除地連接到信 號導體。
全文摘要
本發明涉及一種可調節探頭，其由封入多個測試路徑并具有接頭的探頭構成，其中接頭附接到探頭的相對側之一并電連接到測試路徑。接頭可以可拆除地附接到探頭。探頭可封入具有附接集成電路單元的板，并且可存在連接到該板的電源電纜和信號電纜。可存在通過與探頭側面上的多個槽中的至少一個可松開地接合而可拆除地夾持探頭的夾具。本發明還包括一種從安裝在測試板上的電氣設備獲取信號的方法。電氣設備可以是雙倍數據速率存儲器模塊。
文檔編號G01R1/06GK101685103SQ20091017801
公開日2010年3月31日 申請日期2009年9月23日 優先權日2008年9月23日
發明者C·K·魯佩爾特 申請人:特克特朗尼克公司