ما هو تأثير مجسات الذبذبات النشطة على القياسات؟
قسم الاتصال الموجود أمام مكبر الصوت هو جزء من خط اتصال المعاوقة غير المنضبط مع الكثير من السعة المكافئة والحث المكافئ، والذي له تأثير كبير على عرض النطاق الترددي للنظام، ومقاومة الإدخال عند الترددات العالية، وخصائص استجابة التردد؛ الجزء الخلفي من مكبر الصوت عادة ما يكون عبارة عن خط نقل 50 أوم، والذي يتمتع بمقاومة يمكن التحكم فيها، وله تأثير أقل على عرض النطاق الترددي للنظام.
أسهل طريقة لتقليل تأثير الخيوط على النطاق الترددي للنظام هي تقصير طول خط الاتصال بين المسبار وDUT. يظهر مثال على ذلك في الرسم البياني أدناه، حيث تم استخدام مسبار نشط أحادي الطرف بتردد 2 جيجا هرتز في الاختبار. يختلف عرض النطاق الترددي للنظام عند استخدام ملحقات توصيل مختلفة، فكلما كانت الملحقات الأمامية المستخدمة أقصر، زاد عرض النطاق الترددي للنظام.
باستخدام هذه الوصلات المختلفة لنفس إشارة وقت الارتفاع 1ns، يمكن ملاحظة أنه كلما كانت الوصلات المستخدمة أقصر، زاد عرض النطاق الترددي للنظام وكانت حافة الارتفاع المقاسة أكثر انحدارًا.
ومع ذلك، في بعض الحالات، من أجل استخدام مضخم المسبار المناسب، يجب أن يكون على مسافة معينة من نقطة الاختبار، وعادةً ما يظهر هذا القسم من خط الاتصال على أنه حثي، إذا لم يتم تعويض التأثير الحثي الناجم عن هذا السلك ، من السهل جدًا أن يتسبب هذا القسم من خط الاتصال الطويل في تذبذب الإشارة. يوضح الرسمان البيانيان التاليان نتائج مسبار نشط أحادي الطرف بتردد 4 جيجا هرتز مع تقدم طويل يبلغ 2- بوصة على إشارة ساعة بتردد 500 ميجا هرتز مع وقت صعود يبلغ 100 بكسل. في الشكل الموجود على اليسار، لم يتم مطابقة الرصاص الذي يبلغ طوله 2-بوصة، وإشارة الساعة المقاسة بها تذبذبات وتشوهات خطيرة؛ في الشكل الموجود على اليمين، تتم مطابقة مصدر السلك الذي يبلغ طوله 2-بوصة بمقاوم مناسب، ويتم تقليل تذبذبات وتشوهات الإشارة بشكل كبير.
لذلك، في المسبار وطول الرصاص لا يمكن تقصيره، واستخدام المقاوم المناسب بالقرب من نقطة الاختبار لنهاية مطابقة الإشارة يمكن أن يحسن تأثير محاثة الرصاص، والاستخدام المحدد لحجم المطابقة يجب أن يعتمد المقاوم على طول الرصاص والخصائص الأخرى للمحاكاة والحساب. يوضح الشكل أدناه اثنين من المجسات التفاضلية المستخدمة في مجسات اللحام التفاضلي واختبار النقاط. ويمكن ملاحظة أنه في حالة التردد العالي، من أجل تحسين دقة قياس الإشارة، حتى بالنسبة للوصلات القصيرة جدًا، من الضروري إجراء مطابقة مناسبة. شيء واحد يجب ملاحظته حول مطابقة المقاوم هو أن هذا المقاوم المطابق يقلل فقط من تذبذب الإشارة الناتج عن الخيوط الطويلة، وله تحسن محدود في عرض النطاق الترددي؛ إذا كان طول الواجهة الأمامية طويلاً جدًا، فسيظل عرض النطاق الترددي للنظام منخفضًا.
كما ذكرنا سابقًا، لزيادة عرض النطاق الترددي للمسبار النشط، بالإضافة إلى استخدام مضخم عرض النطاق الترددي العالي، من الضروري تقليل طول خط نقل المعاوقة غير المنضبط من نقطة الاختبار إلى مضخم المسبار، ومطابقة المقاوم عند الواجهة الأمامية لخط الاتصال. ومع ذلك، تتطلب مكبرات الصوت ذات النطاق الترددي العالي حماية معقدة ومطابقة وإمدادات طاقة، وهي ليست صغيرة بشكل خاص، مما يجعلها غير ملائمة للاستخدام إذا تم تصميمها بالقرب من نقطة الاختبار. من أجل ضمان سهولة الاستخدام وعرض النطاق الترددي العالي للقياس، فإن العديد من مجسات النطاق الترددي العالي الموجودة في السوق اليوم لها هيكل منقسم.
يتكون هذا النوع من المسبار من جزأين، مضخم المسبار والجزء الأمامي من المسبار، وهما متصلان بواسطة موصل محوري 50 أوم. عادةً ما تكون مقاومة الجزء الأمامي من مضخم المسبار غير قابلة للتحكم، وبالتالي فإن طول هذا الجزء له تأثير كبير على الإشارة، في حين أن الجزء الأمامي من مسبار InfiniiMax يحتوي فقط على قسم قصير في الأمام (حوالي 5 مم أو نحو ذلك) وهو المعاوقة غير المنضبطة، وهي عبارة عن سلك قصير للغاية وبالتالي تضمن عرض نطاق قياس عالي؛ والجزء الخلفي من الجزء الأمامي من المسبار (حوالي 10 سم) عبارة عن خط نقل محوري 50 أوم، والذي له تأثير ضئيل على عرض النطاق الترددي للنظام. الجزء الموجود خلف مقدمة المسبار (حوالي 10 سم) عبارة عن خط نقل محوري 50 أوم، وطوله له تأثير ضئيل على عرض النطاق الترددي للنظام. لذلك، باستخدام هذا الهيكل، من ناحية، يمكن جعل عرض النطاق الترددي للمسبار أوسع، ومن ناحية أخرى، يمكن أن يكون مضخم المسبار بعيدًا عن نقطة الاختبار، بحيث يكون حجم الواجهة الأمامية للمسبار أصغر وبالتالي أسهل ليستخدم. في نفس الوقت، هذا الهيكل المقسم يجعل من السهل للمستخدمين تغيير نهايات الاختبار الأمامية المختلفة وفقًا لاحتياجات الاختبار المختلفة، مثل قياس النقطة واللحام والرافعات وما إلى ذلك.
