專利名稱：一種寬帶阻抗測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品測試領(lǐng)域，特別涉及一種寬帶阻抗測量裝置。
技術(shù)背景為了保證電路的電源完整性和電磁兼容性能，往往需要對(duì)電容、電感、隔離變壓器或者PCB單板的阻抗進(jìn)行測試。目前常用的測試方法如下把被測試對(duì)象看成一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)。從信號(hào)源輸出一個(gè)既定的信號(hào)到端口 1,根據(jù)接收器在端口 2接收到的信號(hào)可以得到該雙端口網(wǎng)絡(luò)的S^參數(shù)(或者 直接通過網(wǎng)絡(luò)分析儀獲得，測試原理相同)，如圖l所示為寬帶阻抗并聯(lián)測試 法原理圖，如圖2所示為寬帶阻抗串聯(lián)測試法原理圖。其中，被測試對(duì)象的阻 抗可以分別根據(jù)S21參數(shù)計(jì)算得到，計(jì)算公式如下。串聯(lián)法<formula>formula see original document page 3</formula>(1)并聯(lián)法 <formula>formula see original document page 3</formula>2)但是，現(xiàn)有的測試方法在用以上原理進(jìn)行電容、電感、隔離變壓器等常見 元器件的阻抗測試的時(shí)^fi矣，需要用一塊輔助的印刷電路斧反(Printed Circuit Board, PCB)板進(jìn)行，如圖3所示，以并聯(lián)測試法為例，；故測對(duì)象^皮安裝在 事先根據(jù)被測對(duì)象的尺寸和封裝設(shè)計(jì)的PCB單板上，與信號(hào)源和接收器相連 的同軸電纜通過適當(dāng)?shù)耐S連接器與PCB相連接。PCB單板再通過特征阻抗 與同軸電纜相同的印制線把被測器件與同軸連接器連接起來。這樣就可以通過 測量得到的S21和對(duì)應(yīng)公式得到被測對(duì)象的阻抗。目前上述方法的主要缺陷為 一是受目前技術(shù)水平的限制兩個(gè)同軸連接器 和兩段PCB印制線不可能與同軸電纜的阻抗完全一致，會(huì)造成比較長的一段 不連續(xù)阻抗，影響測試精度；二是由于測試時(shí)需要在輔助電路板的協(xié)助下完成 測試導(dǎo)致成本高、周期長、不夠靈活。此外，PCB板阻抗的測試與電容、電感、變壓器等常見元器件的測試方 法非常類似，應(yīng)用傳統(tǒng)測試方法進(jìn)行PCB板上任意兩點(diǎn)之間的阻抗測試的時(shí) 候，需要在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候預(yù)留同軸連接器的安裝位置和相關(guān)輔助引線，如 圖4所示，為現(xiàn)有測試方法測試PCB寬帶阻抗示意圖。因?yàn)橛斜匾M(jìn)行阻抗 分析的電路板一般都是速度快、容量大、密度高的復(fù)雜的單板，為每一個(gè)可能 需要分析阻抗的測試點(diǎn)預(yù)留出同軸連接器位置和輔助印制線會(huì)因?yàn)榭臻g嚴(yán)重 緊張而增加PCB的設(shè)計(jì)難度、影響設(shè)計(jì)質(zhì)量甚至根本無法完成布線。另外這 種方法在進(jìn)行相互耦合的電源和地平面之間的阻抗測量時(shí)4美，還會(huì)因?yàn)閮蓚€(gè)同 軸連接器之間插入了平面之間形成的平行板電容器而導(dǎo)致較大的誤差。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種寬帶阻抗測量裝置，能適應(yīng)各種不同的被測 試對(duì)象，測試靈活機(jī)動(dòng)性好，且成本低廉、操作簡單。本發(fā)明的有益效果是依照本發(fā)明的寬帶阻抗測量裝置，通過錫焊的方式 將兩段同軸電纜一端形成寬帶阻抗測試探頭，取代傳統(tǒng)測試方法所依賴的同軸 連接器和輔助PCB，使得測量裝置成本低廉、操作簡單，而且通過調(diào)節(jié)測試 探頭芯線的形狀和位置能適應(yīng)各種不同的被測試對(duì)象，測試靈活機(jī)動(dòng)性好。


圖1為寬帶阻抗并聯(lián)測試法原理圖； 圖2為寬帶阻抗串聯(lián)測試法原理圖； 圖3為現(xiàn)有測試方法測試常見元器件寬帶阻抗示意圖； 圖4為現(xiàn)有測試方法測試PCB寬帶阻抗示意圖； 圖5為本發(fā)明的寬帶阻抗測試裝置示意圖； 圖6為本發(fā)明的測試元器件寬帶阻抗示意圖； 圖7為本發(fā)明的測試PCB上兩點(diǎn)之間的寬帶阻抗示意圖。
具體實(shí)施方式
以下，參考附圖5-7詳細(xì)描述本發(fā)明的寬帶阻抗測量裝置。 本發(fā)明采用兩段特征阻抗均勻的傳輸線(例如采用特征阻抗為50歐姆的 同軸電纜)，通過錫焊的方式形成寬帶阻抗測試探頭，取代現(xiàn)有的測試方法所 依賴的同軸連接器和輔助PCB,如圖5所示，為本發(fā)明的寬帶阻抗測試裝置示意圖。圖5中同軸電纜1一端通過連接器與信號(hào)源S1相連，另一端與同軸電纜2通過錫焊連接；同軸電纜2的另一端與信號(hào)接收器R1相連接。通過信 號(hào)源Sl輸出的信號(hào)和信號(hào)接收器Rl接收到的信號(hào)，可以得到所需頻段內(nèi)的 S21參數(shù)，代入上述公式(1)或者公式(2)中，就可以得到被測試對(duì)象對(duì)應(yīng) 頻段內(nèi)的阻抗。在具體實(shí)施過程中，正確的完成測試探頭的焊接是本發(fā)明的一個(gè)重點(diǎn)。兩 段同軸電纜的屏蔽層需要盡可能相互靠近并較佳地通過錫焊的方式連接。此外，由于超出屏蔽層的芯線越長，無法保證傳輸線特征阻抗均勻的長度 就越長，高頻時(shí)的測試誤差就越大，因此，兩段同軸電纜芯線的相互連接的要 點(diǎn)是超出屏蔽層的芯線的總長度一定要小，以不大于4倍的同軸電纜半徑為 宜。另外，在選擇同軸電纜時(shí)，應(yīng)盡可能地選擇比較細(xì)切柔軟電纜。 一方面電 纜越細(xì)，焊接越容易，阻抗不連續(xù)部分可以做的越短。因?yàn)闇y試過程中同軸電 纜傳輸?shù)亩际切⌒盘?hào)，不會(huì)產(chǎn)生功率不足的問題。同時(shí)因?yàn)橥S電纜比較短， 信號(hào)衰減的問題影響不大，不能忽略時(shí)也可以在測試中補(bǔ)償。另一方面，電纜 越柔軟完成焊接就越容易也不易脫落。利用如上所述的本發(fā)明的測量裝置可以對(duì)各種封裝的電子元器件的阻抗 進(jìn)行測量，如圖6所示，為本發(fā)明的測試元器件寬帶阻抗示意圖。測試正確實(shí) 施的關(guān)鍵是測試探頭與被測試對(duì)象的焊接?？偟脑瓌t是被測試對(duì)象盡可能直接 跨接在同軸的屏蔽層和芯線之間，盡量避免引入新的寄生參數(shù)。測試貼片磁珠、 電感、電容等封裝比較小的貼片器件時(shí)，可以通過調(diào)整測試探頭上同軸電纜芯 線的形狀和位置來適應(yīng)各種不同的封裝，但是不能改變兩段同軸電纜屏蔽層和 芯線的連接關(guān)系，也應(yīng)盡可能避免在被測試對(duì)象上增加引線以防引入測試誤 差。如果被測試對(duì)象體積很大，兩只引腳離的很遠(yuǎn)無法與測試探頭連接，可以 在被測試對(duì)象引腳上增加引線來適應(yīng)測試探頭。這時(shí)得到的測試結(jié)果不是被測 對(duì)象的阻抗，而是被測對(duì)象與兩段引線串聯(lián)以后的阻抗。這種情況可以視測量 要求(測量精度，測量頻率高低等等)決定是否有必要通過計(jì)算補(bǔ)償引線帶來 的誤差，以得到更加接近真實(shí)值的結(jié)果。當(dāng)被測對(duì)象的體積和重量較大時(shí)，還 可以把測試探頭通過粘接膠固定到被測試對(duì)象上，以防止焊點(diǎn)在測試操作過程中脫落。此外，還可以利用本發(fā)明的測量裝置對(duì)PCB上任意相互靠近的兩點(diǎn)之間 的阻抗進(jìn)行測量，如圖7所示，為本發(fā)明的測試PCB上兩點(diǎn)之間的寬帶阻抗 示意圖，其中，需要測試PCB上A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的阻抗?？蓪CB看作特 殊的電子元器件，正確完成PCB上兩點(diǎn)間阻抗測試的關(guān)鍵是測試探頭與被測 試對(duì)象的正確焊接。正確焊接需要遵循的原則與測試電子元器件基本相同。 PCB與普通的電子元器件不同之處主要有兩點(diǎn)， 一是同一PCB —般需要在多 處進(jìn)行不同的測試，以分別得到各種電路網(wǎng)絡(luò)之間的阻抗；二是PCB—般成 本較高， 一般都要求測試后能夠繼續(xù)用于其他用途。PCB因?yàn)楸旧碇亓亢腕w 積比較大， 一般都需要通過點(diǎn)粘接膠的方法把測試探頭固定到PCB上以防止 焊點(diǎn)脫落，如圖7所示。鑒于上述PCB不同于普通電子元器件的兩個(gè)特點(diǎn)， 點(diǎn)膠位置不必與測試點(diǎn)緊鄰，應(yīng)該盡可能避開可能影響PCB后續(xù)使用的區(qū)域。以上關(guān)于傳輸線的選用、測試探頭的焊接和固定方法的描述，僅為本發(fā)明 的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可 以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同 替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。綜上所述，依照本發(fā)明的寬帶阻抗測量裝置，通過錫焊的方式將兩段同軸 電纜一端形成寬帶阻抗測試探頭，取代傳統(tǒng)測試方法所依賴的同軸連接器和輔 助PCB,使得測量裝置成本低廉、操作簡單，而且通過調(diào)節(jié)測試探頭芯線的 形狀和位置能適應(yīng)各種不同的被測試對(duì)象，測試靈活機(jī)動(dòng)性好。
權(quán)利要求
1.一種寬帶阻抗測量裝置，包括信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器、兩段同軸電纜，其中第一同軸電纜的一端與所述信號(hào)發(fā)生器相連，第二同軸電纜的一端與所述信號(hào)接收器相連，其特征在于，所述第一同軸電纜另一端的芯線與所述第二同軸電纜另一端的芯線通過焊接方式形成第一焊點(diǎn)，所述第一同軸電纜另一端的屏蔽層與所述第二同軸電纜另一端的屏蔽層通過焊接方式形成第二焊點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的寬帶阻抗測量裝置，其特征在于，所述第一同軸 電纜另一端的芯線與所述第二同軸電纜另一端的芯線通過錫焊方式形成第一 焊點(diǎn)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的寬帶阻抗測量裝置，其特征在于，所述第一 同軸電纜另一端的屏蔽層與所述第二同軸電纜另一端的屏蔽層通過錫焊方式 形成第二焊點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求3所述的寬帶阻抗測量裝置，其特征在于，所述第一焊點(diǎn) 和第二焊點(diǎn)形成的測試探頭通過粘結(jié)膠固定于被測對(duì)象上。
5. 如權(quán)利要求4所述的寬帶阻抗測量裝置，其特征在于，所述測試探頭 上同軸電纜芯線的形狀和位置可調(diào)。
6. 如權(quán)利要求5所述的寬帶阻抗測量裝置，其特征在于，所述同軸電纜 特征阻抗均勻。
7. 如權(quán)利要求6所述的寬帶阻抗測量裝置，其特征在于，所述兩段同軸 電纜超出屏蔽層的芯線的總長度小于等于4倍的同軸電纜半徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種寬帶阻抗測量裝置，包括信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器、兩段同軸電纜，其中第一同軸電纜的一端與所述信號(hào)發(fā)生器相連，第二同軸電纜的一端與所述信號(hào)接收器相連，其中，所述第一同軸電纜另一端的芯線與所述第二同軸電纜另一端的芯線通過焊接方式形成第一焊點(diǎn)，所述第一同軸電纜另一端的屏蔽層與所述第二同軸電纜另一端的屏蔽層通過焊接方式形成第二焊點(diǎn)。本發(fā)明的測量裝置成本低廉、操作簡單，能適應(yīng)各種不同的被測試對(duì)象，測試靈活機(jī)動(dòng)性好。
文檔編號(hào)G01R27/02GK101216514SQ200810000739
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者馬光明 申請人:中興通訊股份有限公司