一种测量仪器的探针包含配置成从受测设备（DUT）接收输入信号的输入端；配置成向测量仪器发送输出信号的输出端；以及布置在该输入端与该输出端之间的信号路径中和配置成将内部探针信号钳位在上钳位阈值与下钳位阈值之间以产生输出信号的钳位电路，其中该钳位电路在上钳位阈值与下钳位阈值之间的整个范围内以基本增益和振幅线性工作。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种测量仪器的探针包含配置成从受测设备（DUT）接收输入信号的输入端；配置成向测量仪器发送输出信号的输出端；以及布置在该输入端与该输出端之间的信号路径中和配置成将内部探针信号钳位在上钳位阈值与下钳位阈值之间以产生输出信号的钳位电路，其中该钳位电路在上钳位阈值与下钳位阈值之间的整个范围内以基本增益和振幅线性工作。【专利说明】具有输出钳位电路的示波器探针
本专利技术涉及具有输出钳位电路的示波器探针。
技术介绍
示波器是一种允许观察随时间变化电信号的电子测试仪器。在典型操作期间，示 波器通过与受测设备（DUT)连接的示波器探针接收输入信号，并将接收的信号显示在电子 显示器上。 在某些背景下，可能希望使用示波器在大数值范围上，例如，在高动态范围上观察 信号。例如，当表征移动电话时，可能希望观察其在像睡眠状态那样的低电流状态下工作 时，以及在高电流状态，例如，信号发送状态下工作时的信号特性。此外，还可能希望在不同 级别的范围或分辨率上，例如，在放大级别和缩小级别上观察信号。 当使用示波器在高动态范围上观察信号时，信号超过像其输入放大器和/或模拟 到数字转换器(ADC)那样的各种示波器组件的正常工作范围并不罕见。举一个例子来说， 当进行信号完整性测量(例如，过冲、下冲，脉动）时，用户可能想测量信号的顶部和底部上 的小畸变。为了观察这些畸变，用户可能通过偏移输入信号，然后围绕感兴趣波形部分提高 垂直灵敏度来提高示波器显示器的有效分辨率和精度。这将使信号的小畸变扩展在示波器 ADC的较大范围上。这种技术一般会提高对畸变测量的分辨率，但也可能将信号的主要部分 驱离屏幕和超过过滤器输入放大器和ADC的动态范围。 在输入信号超过上述或其它组合的动态范围的情况下，可能使那些组件的输出饱 和或接通过载保护电路直到输入信号返回到动态范围之内。此后，在组件返回正常工作状 态的一段"过载恢复"期间示波器探针的输出可能呈现失真。例如，如果输入信号使输入放 大器饱和，随后返回到放大器的线性工作范围之内，则放大器的输出在输入信号返回到线 性工作范围之后的一段时间内可能呈现非线性失真。 由于这些失真以及其它因素，一般不希望让示波器输入信号超过示波器的动态范 围。传统上，如果示波器探针的输出超过示波器的动态范围，则推荐的解决方案是提高相应 示波器通道的每刻度电压（V/div)直到全屏电压大于输出电压。但是，提高示波器通道的 V/div使通道噪声增大并使ADC分辨率降低，因此妨碍了辨别小信号的能力。对于具有大动 态范围输出的示波器探针，过滤器输入的过载恢复不允许以最大灵敏度精确观看信号。由 于通道输入噪声以及ADC分辨率的不足，不能以亚毫伏精度观察大信号。 鉴于传统做法的上述和其它缺点，一般需要在大动态范围探针输出中精确观看小 电压的技术和技法。
技术实现思路
在一个代表性实施例中，一种测量仪器的探针包含：配置成从DUT接收输入信号 的输入端；配置成向测量仪器发送输出信号的输出端；以及钳位电路，其布置在该输入端 与该输出端之间的信号路径中并配置成将内部探针信号钳位在上钳位阈值与下钳位阈值 之间以产生输出信号，其中该钳位电路在上钳位阈值与下钳位阈值之间的整个范围内以基 本增益和振幅线性工作。在某些相关实施例中，该钳位电路包含配置成钳位内部探针信号 的正电压部分以产生第一中间信号的第一精密整流器；配置成调整第一中间信号的DC偏 置以产生第二中间信号的第一电平位移器；配置成钳位内部探针信号的负电压部分以产生 第三中间信号的第二精密整流器；以及配置成调整第三中间信号的DC偏置以产生模拟输 出信号的第二电平位移器。在某些其它相关实施例中，该探针进一步包含配置成向测量仪 器发送附加输出信号的附加输出端；布置在该输入端与该输出端之间的信号路径中并设置 在该输入端与该钳位电路之间的第一探针放大器；以及布置在该输入端与该附加输出端之 间的附加信号路径中的第二探针放大器。 在另一个代表性实施例中，一种测量系统包含：测量仪器，其包含具有相应上下过 载保护阈值的过载保护电路；以及测量探针，其包含配置成从DUT接收输入信号的输入端； 配置成向测量仪器发送输出信号的输出端；以及钳位电路，其布置在该输入端与该输出端 之间的信号路径中并配置成将内部探针信号钳位在上钳位阈值与下钳位阈值之间以产生 输出信号，其中该上过载保护阈值大于或等于该上钳位阈值，以及该下过载保护阈值小于 或等于该下钳位阈值。 在又一个代表性实施例中，一种操作测量探针的方法包含：从DUT接收输入信号； 处理输入信号以产生输出信号；以及向测量信号发送输出信号，其中处理输入信号包含通 过操作钳位电路将输入信号钳位在上钳位阈值与下钳位阈值之间以产生输出信号，该钳位 电路在上钳位阈值与下钳位阈值之间的整个范围内具有基本增益和振幅线性。在某些相关 实施例中，该钳位包含将输入信号反相并位移输入信号的直流（DC)偏置；钳位反相和位移 的输入信号的负部分以产生第一中间信号；将第一中间信号反相并位移反相的第一中间信 号的DC偏置以产生第二中间信号；将第二中间信号反相并位移反相的第二中间信号的DC 偏置；钳位反相和位移的第二中间信号的正部分以产生第三中间信号；以及将第三中间信 号反相并位移反相的第三中间信号的DC偏置。 【专利附图】【附图说明】 当结合附图阅读时，可以最佳地从如下详细描述中理解所述实施例。在任何可应 用或可实践的地点，相同标号都表示相同元件。 图1是按照一个代表性实施例的示波器和示波器探针的示意图； 图2是按照一个代表性实施例的图1的示波器和示波器探针的框图； 图3是按照一个代表性实施例的图2的示波器探针的框图； 图4A是按照一个代表性实施例的图3的示波器探针中的钳位电路的电路图； 图4B是例示按照一个代表性实施例的图4A的钳位电路的操作的电压图； 图5A是按照一个代表性实施例的图4A的钳位电路中的第一精密整流器的电路 图； 图5B是例示按照一个代表性实施例的图5A的第一精密整流器的操作的电压图； 图6A是按照一个代表性实施例的图4A的钳位电路中的第一电平位移器的电路 图； 图6B是例示按照一个代表性实施例的图6A的第一电平位移器的操作的电压图； 图7是例示按照一个代表性实施例的图4A的第二精密整流器的操作的电压图； 图8是例示按照一个代表性实施例的图4A的第二电平位移器的操作的电压图； 图9是按照一个代表性实施例的与受测设备连接的示波器探针的电路图；以及 图10是按照一个代表性实施例的图9的示波器探针的更详细电路图。 【具体实施方式】 在如下详细描述中，为了说明而非限制的目的，给出了公开特定细节的代表性实 施例，以便使人们透彻理解本教导。但是，对于从本公开中受益的本领域普通技术人员来 说，显而易见，不偏离本文公开的特定细节的按照本教导的其它实施例仍然在附属权利要 求书的范围之内。此外，可能省略对众所周知装置和方法的描述，以便不埋没对示范性实施 例的描述。这样的方法和装置显然在本专利技术教导的范围之内。 本文所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的而无意限制。所定义本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量仪器的探针，包含：配置成从受测设备（DUT）接收输入信号的输入端；配置成向测量仪器发送输出信号的输出端；以及钳位电路，其布置在该输入端与该输出端之间的信号路径中并配置成将内部探针信号钳位在上钳位阈值与下钳位阈值之间以产生输出信号，其中该钳位电路在上钳位阈值与下钳位阈值之间的整个范围内以基本增益和振幅线性工作。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EV布鲁什四世，MT麦克蒂格，KW约翰逊，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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