一種小型電阻式甚高頻電流探頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種甚高頻電流探頭。包括：電阻、印制電路板、被測(cè)導(dǎo)線夾具；電阻為貼片電阻、焊接于印制電路板上，在電阻兩端焊接被測(cè)導(dǎo)線，且電阻兩端還通過導(dǎo)線連接于探頭電纜同軸電連接器；被測(cè)導(dǎo)線夾具為絕緣體的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述被測(cè)導(dǎo)線夾具上包含：印制電路板安裝槽，被測(cè)導(dǎo)線安裝孔和探頭電纜同軸電連接器的安裝槽；印制電路板安裝槽位于被測(cè)導(dǎo)線夾具中部，被測(cè)導(dǎo)線安裝孔開于印制電路板安裝槽兩側(cè)，貫穿所述被測(cè)導(dǎo)線夾具；在印制電路板安裝槽的其它的一個(gè)側(cè)面，還開有探頭電纜同軸電連接器的安裝槽。本實(shí)用新型提出了一種小型電阻式甚高頻電流探頭。其厚度小于20mm。工作頻率最高達(dá)1GHz，可用于測(cè)量導(dǎo)線的電流。
【專利說明】一種小型電阻式甚高頻電流探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電流檢測(cè)設(shè)備，具體涉及一種甚高頻電流探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在電磁耦合傳遞函數(shù)測(cè)量試驗(yàn)中，需要測(cè)量導(dǎo)線的電流。在縮比的電磁耦合傳遞函數(shù)測(cè)量試驗(yàn)中，由于以下兩方面原因，傳統(tǒng)的電流探頭無法滿足要求。首先，被測(cè)物體縮比后尺寸很小，例如縮比前距離鄰近導(dǎo)體IOcm的導(dǎo)體在1:10縮比后距離僅為1cm，傳統(tǒng)電流探頭無法接入；其次，縮比后測(cè)試頻率按縮小比例同比增長(zhǎng)，例如電磁脈沖波形的最高頻率為100MHz，l:10縮比后頻率提高至1GHz，傳統(tǒng)電流探頭無法滿足頻率要求。因此，沒有提供可選的技術(shù)方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提出一種小型電阻式甚高頻電流探頭，在測(cè)試時(shí)占用空間小，且工作頻率高。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種小型電阻式甚高頻電流探頭，其中，包括:電阻、印制電路板、被測(cè)導(dǎo)線夾具；
[0005]電阻為貼片電阻、焊接于印制電路板上，在電阻兩端焊接被測(cè)導(dǎo)線，且電阻兩端還通過導(dǎo)線連接于探頭電纜同軸電連接器；
[0006]被測(cè)導(dǎo)線夾具為絕緣體的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述被測(cè)導(dǎo)線夾具上包含:印制電路板安裝槽，被測(cè)導(dǎo)線安裝孔和探頭電纜同軸電連接器的安裝槽；
[0007]印制電路板安裝槽位于被測(cè)導(dǎo)線夾具中部，被測(cè)導(dǎo)線安裝孔開于印制電路板安裝槽兩側(cè)，貫穿所述被測(cè)導(dǎo)線夾具；
[0008]在印制電路板安裝槽的其它的一個(gè)側(cè)面，還開有探頭電纜同軸電連接器的安裝槽。
[0009]如上所述小型電阻式甚高頻電流探頭，其中，在印制電路板焊接被測(cè)導(dǎo)線的焊盤設(shè)置為同軸電纜電連接器焊盤。
[0010]如上所述的一種小型電阻式甚高頻電流探頭，其中，在校準(zhǔn)時(shí)，在所述印制電路板上2個(gè)焊接被測(cè)導(dǎo)線的焊盤位置，分別焊接校準(zhǔn)電纜用同軸電連接器，作為校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
[0011]本實(shí)用新型提出了一種小型電阻式甚高頻電流探頭。其厚度小于20mm。工作頻率最高達(dá)1GHz，可用于測(cè)量導(dǎo)線的電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1探頭印刷電路板示意圖。
[0013]圖2是探頭夾具結(jié)構(gòu)示意圖，其中，Ca)是主視圖，(b)是左視圖，(C)是俯視圖。
[0014]其中，1、2電阻管腳，3電阻安裝位置，4探頭電纜電連接器安裝位置，5、6被測(cè)導(dǎo)線或者校準(zhǔn)用電連接器安裝位置，7PCB印制電路板安裝槽，8探頭電纜電連接器安裝槽，9、10被測(cè)導(dǎo)線安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0016]本實(shí)用新型由電阻探頭、探頭電纜組成。同時(shí)，為了得到探頭的特性參數(shù)，還包括配套的校準(zhǔn)件和校準(zhǔn)方案。
[0017]a)電阻探頭設(shè)計(jì)方案:
[0018]探頭中電阻插入在被測(cè)導(dǎo)線中，被測(cè)導(dǎo)線的電流在流過電阻的過程中會(huì)產(chǎn)生電壓降，通過測(cè)量該電壓，可得到導(dǎo)線中流過的電流。電阻探頭需要具有小且穩(wěn)定的分布參數(shù)，并且易于校準(zhǔn)。
[0019]電阻探頭采用0603封裝的貼片電阻，按靈敏度需要，電阻阻值范圍為I歐姆至10歐姆?？筛鶕?jù)靈敏度測(cè)試結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。電阻焊接在印刷電路板(PCB)上。電阻兩端通過電路板上的導(dǎo)線引出至同軸電連接器。
[0020]印刷電路板材料為FR-4，以在滿足頻率要求的條件下降低成本。
[0021]設(shè)計(jì)PCB板，其上包括貼片0603封裝的采樣電阻的焊盤。兩端設(shè)置同軸卡板式電連接器(例如選用SMA-KE電連接器)的焊盤，該焊盤用于校準(zhǔn)電纜同軸電連接器的焊盤，也應(yīng)可兼作為被測(cè)導(dǎo)線的焊盤。采樣電阻兩端通過導(dǎo)線連接至第三個(gè)同軸卡板式電連接器的焊盤。
[0022]b)探頭夾具方案:
[0023]被測(cè)導(dǎo)線在焊接在PCB板上后，在使用過程中難免會(huì)受到一定應(yīng)力。如果只靠錫焊固定，PCB板上的焊盤會(huì)受到較大應(yīng)力，難免會(huì)出現(xiàn)焊盤脫落或焊點(diǎn)失效的情況。
[0024]為避免上述情況出現(xiàn)，需設(shè)計(jì)探頭夾具，以承載導(dǎo)線帶來的應(yīng)力。夾具應(yīng)使用耐高溫(錫焊溫度)的絕緣體制成，例如選用玻璃布層壓板。夾具上應(yīng)包含有PCB板安裝槽，導(dǎo)線安裝孔和同軸電連接器的安裝槽。示例如附圖1。
[0025]c)探頭的校準(zhǔn)技術(shù)方案:
[0026]由于本探頭尺寸非常小，因此，探頭需要為校準(zhǔn)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。
[0027]探頭兩端焊接導(dǎo)線處設(shè)計(jì)為卡板式同軸電連接器焊盤。參見附圖2。選擇相連接的PCB導(dǎo)線寬度特征阻抗為50歐姆。
[0028]在校準(zhǔn)時(shí)，將兩端臨時(shí)焊接同軸電連接器。此時(shí)探頭成為一個(gè)三端口射頻網(wǎng)絡(luò)，三個(gè)端口包括兩端的兩個(gè)臨時(shí)焊接的電連接器和探頭本身的一個(gè)電連接器，使用射頻矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量此三端口射頻網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)。通過計(jì)算可得探頭的靈敏度。
[0029]d)探頭測(cè)試及校準(zhǔn)電纜的加工:
[0030]加工3個(gè)校準(zhǔn)電纜，并且在校準(zhǔn)時(shí)，在探頭PCB電阻兩端、焊接被測(cè)導(dǎo)線處臨時(shí)焊接同軸電連接器，通過3根校準(zhǔn)電纜在校準(zhǔn)時(shí)用于連接探頭與射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0031]加工I個(gè)測(cè)試電纜，測(cè)試時(shí)用于連接探頭與射頻頻譜儀。
[0032]上述電纜均選用同軸電纜(例如選用SFF-50-1.5-1電纜)，一端安裝與探頭PCB板上的同軸電連接器匹配的電連接器(例如選用SMA-J3電連接器)。
[0033]對(duì)于另一端，對(duì)于校準(zhǔn)電纜，安裝與射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀匹配的電連接器(例如選用SMA-KF3電連接器)，對(duì)于測(cè)試電纜，安裝與射頻頻譜儀匹配的電連接器(例如選用SMA-KF3電連接器)。
[0034]在所述校準(zhǔn)電纜外也套防波套，防波套在射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻頻譜儀一端與連接器外殼360°電連續(xù)，在探頭一端與連接器絕緣。最外層套錦綸絲套。
[0035]e)探頭校準(zhǔn):
[0036]纜將探頭連接至射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀。此時(shí)校準(zhǔn)電纜和探頭成為一個(gè)三端口射頻網(wǎng)絡(luò)，三個(gè)端口包括兩端的兩個(gè)臨時(shí)焊接的電連接器和探頭本身的一個(gè)電連接器，使用射頻矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量此三端口射頻網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)S31。設(shè)兩個(gè)臨時(shí)焊接的兩個(gè)電連接器分別定義為端口 I和端口 2，探頭電連接器定義為端口 3。則探頭靈敏度K的計(jì)算公式為:
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種小型電阻式甚高頻電流探頭，其特征在于，包括:電阻、印制電路板、被測(cè)導(dǎo)線夾具； 電阻為貼片電阻、焊接于印制電路板上，在電阻兩端焊接被測(cè)導(dǎo)線，且電阻兩端還通過導(dǎo)線連接于探頭電纜同軸電連接器； 被測(cè)導(dǎo)線夾具為絕緣體的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述被測(cè)導(dǎo)線夾具上包含:印制電路板安裝槽，被測(cè)導(dǎo)線安裝孔和探頭電纜同軸電連接器的安裝槽； 印制電路板安裝槽位于被測(cè)導(dǎo)線夾具中部，被測(cè)導(dǎo)線安裝孔開于印制電路板安裝槽兩偵U，貫穿所述被測(cè)導(dǎo)線夾具； 在印制電路板安裝槽的其它的一個(gè)側(cè)面，還開有探頭電纜同軸電連接器的安裝槽。
2.如權(quán)利要求1所述小型電阻式甚高頻電流探頭，其特征在于，在印制電路板焊接被測(cè)導(dǎo)線的焊盤設(shè)置為同軸電纜電連接器焊盤。
3.如權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的一種小型電阻式甚高頻電流探頭，其特征在于，在校準(zhǔn)時(shí)，在所述印制電路板上2個(gè)焊接被測(cè)導(dǎo)線的焊盤位置，分別焊接校準(zhǔn)電纜用同軸電連接器，作為校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK203572870SQ201320759167
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】陳曦, 曹雷團(tuán), 吳強(qiáng), 張洪源, 張俊楠 申請(qǐng)人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院