探针和校正方法技术

本发明专利技术提供一种用于与测量设备一同使用的探针(100、200)，所述探针(100、200)包括：第一信号输入(101、201)；第一分压器(103)，与第一信号输入(101、201)相连；宽带放大器(109、209)，其中所述宽带放大器(109、209)的第一输入与所述第一分压器(103)的分压器输出相连，且所述宽带放大器(109、209)的第二输入接地；以及DC校正电路(110)，被配置为基于通过所述第一信号输入(101、201)的电流(111)产生用于所述宽带放大器(109、209)的DC电压。

【技术实现步骤摘要】
探针和校正方法
本专利技术涉及一种探针。本专利技术还涉及一种用于与这种探针一同使用的校正方法。
技术介绍
虽然本专利技术原则上适用于用于测量电信号的任何系统，但是下文中将结合探针来描述本专利技术及其根本问题，所述探针例如可以与示波器等一同使用。探针通常使用宽带放大器。然而，这种宽带放大器受到偏置电流和偏置电流漂移的影响，与探针的其它电路元件组合影响测量的结果。在这种背景下，本专利技术要解决的问题在于提供用于测量设备的探针，使得输出信号中的误差分量减小。
技术实现思路
本专利技术通过具有权利要求1所述特征的探针和具有权利要求9所述特征的校正方法来解决该目的。因此，本专利技术提供了：-一种用于与测量设备(例如，示波器或网络测试器)一同使用的探针，所述探针包括：第一信号输入和第二信号输入；第一信号输入；第一分压器，与所述第一信号输入相连；宽带放大器，其中所述宽带放大器的第一输入与所述第一分压器的分压器输出相连，且所述宽带放大器的第二输入接地；以及DC校正电路，被配置为基于通过所述第一信号输入的电流来产生针对所述宽带放大器的DC电压。-一种用于与探针(例如，根据本专利技术的探针)一同使用的校正方法，所述方法包括：基于与所述探针的第一信号输入相连的第一分压器的输出并基于地电位，利用宽带放大器产生所述探针的输出；测量通过所述第一信号输入的电流；以及基于通过所述第一信号输入的电流来校正所述宽带放大器的DC电压。已知的探针通常包括：两个探针输入，所述两个探针输入与分压器内部相连；以及差分放大器，所述差分放大器根据分压器的输出产生探针输出信号。所述输入之一可以是例如接地连接器，或在例如单端探针中可以在内部接地。然而，这种探针往往遭受差分放大器输入的非线性、闪烁噪声、偏移电压和偏移漂移、以及偏置电流和偏置电流漂移。在这种探针中，偏置电流将流入分压器，其中由于分压器的分压比，大部分电流流入分压器的下支路(lowerleg)。因此，通过下支路阻抗的偏置电流将产生电压，这将在差分放大器的输出中可见。图4的校正方案可以例如用于补偿非线性、闪烁噪声、偏移电压和偏移漂移。然而，该方案不能补偿差分放大器的偏置电流和偏置电流漂移。根据本专利技术的探针提供利用DC校正电路的修正校正。DC校正电路不测量相应分压器的下支路上的电压降。相反，DC校正电路测量信号输入中的电流，且产生针对宽带放大器的相应DC电压。通过测量信号输入中的电流，明显减小了偏置电流对DC校正电路的影响，即，通过分压器的分压比来减小。因此，也通过分压器的分压比减小DC电压的误差。基于本专利技术的发现，可以提供一种改进型探针，其减小了由于偏置电流和偏置电流漂移而引起的误差分量。应当理解，根据本专利技术的探针可以例如是单端探针或差分探针。本专利技术的其它实施例是其它从属权利要求以及参考附图的以下描述的主题。在可能的实施例中，所述探针包括：第二信号输入以及与第二信号输入相连的第二分压器，其中所述宽带放大器的第二输入与第二分压器的分压输出相连，因此间接接地，且其中所述DC校正电路被配置为基于通过所述第一信号输入的电流和通过所述第二信号输入的电流来生成针对所述宽带放大器的DC电压。在可能的实施例中，分压器的上支路(即，连接在分压器输出和相应信号输入之间的支路)中的阻抗值可以高于分压器的下支路(即，连接在分压器输出和公共地之间的支路)中的阻抗值。阻抗的比率可以仅示例性地在10∶1和1000∶1之间，特别是在100∶1和700∶1，400∶1和600∶1之间，或500∶1。在可能的实施例中，第一分压器和第二分压器可以各自包括第一阻抗，其中第一阻抗可以连接在相应信号输入和第二阻抗之间，其中第二阻抗可以连接到第三阻抗，其中在每种情况下的分压器输出可以是第二阻抗和第三阻抗之间的节点。单个阻抗可以例如包括具有并联电容的电阻。这种布置允许补偿单个阻抗。在可能的实施例中，第一阻抗的阻抗值可以高于第二阻抗的阻抗值，且第二阻抗的阻抗值可以等于第三阻抗的阻抗值。此外，DC校正电路可以被配置为通过测量相应第二阻抗上的电压降来测量通过相应信号输入的电流。将分压器的上支路分成单独的段允许在低电压电平下测量通过上支路的电流，即，较少部分的偏置电流。在可能的实施例中，第一阻抗和第二阻抗的阻抗值的和可以等于相应分压器的分压比的分子，且第三阻抗的阻抗值可以等于分压比的分母。在可能的实施例中，DC校正电路可以针对每个信号输入包括测量差分放大器，其可以测量相应第二阻抗上的电压降。此外，DC校正电路可以包括减法差分放大器，其可以连接到测量差分放大器并计算测量差分放大器的输出信号的差。此外，DC校正电路可以基于减法差分放大器的输出生成DC电压。测量差分放大器各自经由第二阻抗上的电压降确定通过相应信号输入的电流。由减法差分放大器计算的两个信号之间的差是DC电压的目标值。测量差分放大器可以例如包括高精度DC运算放大器。这种高精度DC运算放大器包括几乎完美的DC特性，因此足以测量相应电压。在可能的实施例中，DC校正电路可以包括调节差分放大器，所述调节差分放大器根据减法差分放大器的输出来调节DC电压，并将经调节的DC电压提供给宽带放大器。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现参考结合附图的以下描述。下面通过使用在附图的示意图中说明的示例实施例来详细解释本专利技术，附图中：图1示出了根据本专利技术实施例的探针的一个实施例的框图；图2示出了根据本专利技术实施例的探针的另一实施例的框图；图3示出了根据本专利技术实施例的方法的实施例的流程图；以及图4示出了探针的框图。附图旨在提供对本专利技术的实施例的进一步理解。它们示出了实施例，并结合描述一起帮助解释本专利技术的原理和构思。参照附图，将清楚其他实施例和所提及的许多优点。附图中的元件不一定按比例绘制。在附图中，除非另有说明，否则在每种情况下的相似的、功能上等同的和同样操作的元件、特征和部件被表示为相似的附图标记。具体实施方式图1示出了差分探针100的框图。探针100包括第一信号输入101和第二信号输入102。第一信号输入101与第一分压器103相连，且第二信号输入102与第二分压器104相连。分压器103、104连接在相应信号输入101、102和地114之间。每个分压器103、104包括与相应信号输入101、102相连的上支路105、107以及与地114相连的下支路106、108。上支路105和下支路106之间的以及上支路107和下支路108之间的节点均连接到生成探针100的输出信号的宽带放大器109的输入。探针100还包括产生用于宽带放大器109的DC电源电压的DC校正电路110。宽带放大器109固有地产生偏置电流113，所述偏置电流113被馈送到上支路103和下支路104。然而，图1中的偏置电流113仅是示例性地针对上支路103示出的。应当理解，关于偏置电流113的解释类似地适用于下支路104。偏置电流113将流入第一分压器103并分入上支路105和下支路106。由于上支路105将具有比下支路106高得多的阻抗或电阻，所以偏置电流113的大部分将流入下支路106。阻抗的比率可以仅示例性地在10∶1和1000∶1之间，特别是在100∶1和700∶1，400∶1和600∶1之间，或500∶1。然而，DC校正电路110将测量分别通过上支路105和第一信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与测量设备一同使用的探针(100、200)，所述探针(100、200)包括：第一信号输入(101、201)；第一分压器(103)，与所述第一信号输入(101、201)相连；宽带放大器(109、209)，其中所述宽带放大器(109、209)的第一输入与所述第一分压器(103)的分压器输出相连，且所述宽带放大器(109、209)的第二输入接地；以及DC校正电路(110)，被配置为基于通过所述第一信号输入(101、201)的电流(111)，产生用于所述宽带放大器(109、209)的DC电压。

【技术特征摘要】
1.一种用于与测量设备一同使用的探针(100、200)，所述探针(100、200)包括：第一信号输入(101、201)；第一分压器(103)，与所述第一信号输入(101、201)相连；宽带放大器(109、209)，其中所述宽带放大器(109、209)的第一输入与所述第一分压器(103)的分压器输出相连，且所述宽带放大器(109、209)的第二输入接地；以及DC校正电路(110)，被配置为基于通过所述第一信号输入(101、201)的电流(111)，产生用于所述宽带放大器(109、209)的DC电压。2.根据权利要求1所述的探针(100、200)，包括：第二信号输入(102、202)；以及第二分压器(104)，与所述第二信号输入(102、202)相连；其中所述宽带放大器(109、209)的第二输入与所述第二分压器(104)的分压器输出相连；以及其中所述DC校正电路(110)被配置为基于通过所述第一信号输入(101、201)的电流(111)以及通过所述第二信号输入(102、202)的电流(112)，产生用于所述宽带放大器(109、209)的DC电压。3.根据权利要求1和2中的任一项所述的探针(100、200)，其中所述分压器的上支路(105、107)中的阻抗值高于所述分压器的下支路(106、108)中的阻抗值。4.根据权利要求1到2中的任一项所述的探针(100、200)，其中所述第一分压器(103)和/或所述第二分压器(104)各自包括第一阻抗(250、253)，其中所述第一阻抗(250、253)连接在相应信号输入与第二阻抗(251、254)之间，其中所述第二阻抗(251、254)连接到第三阻抗(252、255)，其中在每种情况下的所述分压器输出是所述第二阻抗(251、254)和所述第三阻抗(252、255)之间的节点。5.根据权利要求4所述的探针(100、200)，其中所述第一阻抗(250、253)的阻抗值高于所述第二阻抗(251、254)的阻抗值，且其中所述第二阻抗(251、254)的阻抗值等于所述第三阻抗(252、255)的阻抗值，其中所述DC校正电路(110)被配置为通过测量相应第二阻抗(251、254)上的电压降来测量通过相应信号输入的电流(111、112)。6.根据权利要求5所述的探针(100、200)，其中所述第一阻抗(250、253)和所述第二阻抗(251、254)的阻抗值的和等于相应分压器的分压比的分子，且第三阻抗(252、255)的阻抗值等于所述分压比的分母。7.根据权利要求4所述的探针(100、200)，其中所述DC校正电路(110)包括用于所述第一信号输入和/或所述第二信号输入的测量差分放大器(227、228)，其中所述测量差分放大器(227、228)测量相应第二阻抗(251、254)上的电压降，且其中所述DC校正电路(110)包括减法差分放大器(229)，所述减法差分放大器(229)与所述测量差分放大器(227、228)相连并计算所述测量差分放大器(227、228)的输出信号的差，其中所述DC校正电路(110)基于所述减法差分放大器(229)的输出产生所述DC电压。8.根据权利要求7所述的探针(100、200)，其中所述宽带放大器(109、2...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德雷斯·齐格勒，
申请(专利权)人：罗德施瓦兹两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE