用于测试和测量探针的热管理系统技术方案

一种用于测试和测量探针的热管理系统，其包括绝热护罩和流体入口导管。护罩被配置成将探针的探针头的第一部分封闭在护罩的内腔内，同时允许探针头的第二部分延伸出护罩。所述护罩还包括流体出口通道，所述流体出口通道被配置成允许传热流体从所述内腔的探针头端部穿过所述护罩的所述内腔，并且通过所述护罩的进入部分离开所述护罩。流体入口导管通过护罩的进入部分进入护罩、延伸穿过护罩的内腔，并且被配置成将传热流体引入到内腔的探针头端部。被配置成将传热流体引入到内腔的探针头端部。被配置成将传热流体引入到内腔的探针头端部。

【技术实现步骤摘要】
用于测试和测量探针的热管理系统
[0001]相关申请的交叉引用本专利申请要求于2019年11月15日提交的临时申请No.62/936,371的权益。该申请通过该引用并入本公开。


[0002]本公开涉及测试和测量探针，并且更具体地涉及用于测试和测量探针的热管理的系统和方法。

技术介绍

[0003]测试和测量仪器（诸如示波器）的用户通常使用探针来将被测器件（DUT）（诸如电路板）连接到测试和测量仪器的输入，以便可视化和执行发生在DUT中的电信号的测量。这些用户通常是为各种各样的电子器件设计电路板的工程师。电子器件的消费者通常期望这些器件在物理上尽可能小。因此，工程师通常负责将大量电气部件封装到小电路板区域中。另外，电气部件本身通常被设计成随着每个连续世代而在物理上更小。DUT中的电气部件的小尺寸和高密度可能使得工程师在DUT上探测测试点具有挑战性。
[0004]因此，测试和测量探针必须能够与可能难以访问的DUT测试点进行物理和电接触，同时仍然提供高带宽和良好的信号保真度。DUT中的测试点在几何形状和可达性方面变化很大。它们可以以从水平到竖直的每个取向角度驻留在DUT中。它们可能被电气部件遮蔽。当代高速信号总线，诸如DDR2、DDR4和PCIe Gen4等，通常使用差分信令，要求用于测量这些信号的探针必须能够与两个测试点同时电接触。如果两个测试点在不同平面上，则这可能甚至更具挑战性。
[0005]有时，探针可以半永久地附接到DUT测试点。例如，“焊入式（solder-down）”类型探针可以具有来自探针的导线，所述导线被焊接到测试点，或者用导电环氧树脂、带或通过其他方式附接到测试点。这种半永久性探针附接方案可以提供到DUT的可靠连接。然而，焊入式探针也具有许多缺点。由于DUT测试点的通常差的可达性，将探针导线焊接到DUT的过程对于探针用户可能是具有挑战性的，需要长的设置时间和异常的灵巧性。此外，焊料连接的质量的不一致可能导致信号保真度的高可变性，特别是在较高频率下。另外，用于附接探针的小规格的导线使得用户容易在将导线焊接就位时潜在地损坏DUT。为了探测不同组的测试点，用户必须对导线进行解焊和重新焊接，这是一个耗时的过程，使得这种类型的探针不适合于快速调试环境，在快速调试环境中，用户可能需要快速检查几个不同的DUT测试点。最后，这种类型的焊入式探针在仅几次连接之后往往会磨损，并且更换可能是昂贵的。
[0006]为了克服这些问题中的一些，被称为“浏览器探针（browser probe）”的另一类型的探针被设计成被握持在用户的手中，或者利用握持工具被握持，并且由用户定位以接触DUT中的一个或多个测试点。这种类型的浏览器探针更适合于其中期望最大探针放置灵活性和最小测量设置时间的调试环境。浏览器探针可以被设计为单端探针，其测量DUT中的一个测试点处的相对于接地的电信号，或者可以被设计为差分探针，其测量DUT中的两个测试
点处的电信号并基于两个测量信号之间的差产生输出信号。
[0007]所公开的技术的配置解决了现有技术中的缺点。
附图说明
[0008]图1是根据示例性配置的用于测试和测量探针的热管理系统的图形图示。
[0009]图2是图1的热管理系统的一部分的局部剖视图。
[0010]图3示出了管理测试和测量探针的探针头的温度的示例性方法。
[0011]图4是热管理系统的一部分的局部剖视图，类似于图2的视图，但是示出了具有内部珀尔帖装置的变型。
具体实施方式
[0012]探针通常被设计用于在实验室、车间、工作台或办公室环境中通常存在的温度范围（即，约18-22摄氏度或约室温）下的最佳操作。探针可以被设计成还在高于和低于室温的扩展温度范围下操作，以实现DUT的温度裕度测试或性能测试。例如，由Tektronix, Inc.制造的几种探针，诸如P6247，被指定和设计为在0摄氏度至50摄氏度之间操作。探针的操作温度上限和下限通常由探针中使用的电气部件决定。例如，在有源探针中，对从DUT接收的信号执行信号调节的探针尖端中的放大器本身可以具有指示整个探针的上操作温度和下操作温度的操作温度上限或操作温度下限。在探针的指定操作温度范围之外的温度下操作探针以及因此操作组成探针的电气部件可能导致部件的性能漂移，从而导致不准确的探针测量，或者还可能损坏探针。
[0013]然而，在一些使用情况下，用户可能期望将探针连接到DUT，并且在超过探针的操作温度规格的环境温度下进行DUT的测量。例如，DUT可以是被设计用于汽车的电路板或其他电气设备或模块。在这些情况下，用于DUT的所需操作温度范围可能大大超过探针的温度规格。例如，可能需要DUT操作低至至少-5摄氏度、-10摄氏度或甚至-20摄氏度，并且高至至少100摄氏度、125摄氏度、150摄氏度或甚至175摄氏度。
[0014]为了使用户验证DUT满足这些规格，用户可以将DUT放置在受控温度室内并在受控温度室内操作DUT。为了测量DUT的性能，用户还可以将附接到DUT的探针放置到所述室中，其中探针电缆通过进入端口延伸到室外部，以连接到测试和测量仪器的输入。因此，探针经受与DUT相同的环境温度，其通常超过探针的指定操作温度。在一些情况下，探针处的温度也是不一致的。例如，用户可以运行从0摄氏度变化到175摄氏度并向下返回的测试时间表。在先前存在的技术下，用户将必须在温度变化时切换探针以满足测试需要，在读数超出范围时承受单个探针的不确定性，或者物理地损坏探针，有时无法修复。
[0015]如本文所述，各方面涉及一种用于测试和测量探针的热管理系统。所公开的技术的变型管理探针所经受的温度，以使探针在其指定的操作温度范围内或更接近其指定的操作温度范围，使得探针将适当地测量DUT。此外，变型允许严格控制探针的温度，以允许探针获得非常精确的测量。因此，配置提供传热流体以冷却测试和测量探针的部分，而不影响测试环境的温度，所述测试环境是指DUT所在的受控温度室，因此确保测量结果的准确性。
[0016]图1是示出根据示例性配置的用于测试和测量探针的热管理系统100的部分的图形图示。图2是图1-图2的热管理系统100的一部分的局部剖视图。如图1-图2所示，用于测试
和测量探针的探针头101的热管理系统100可以包括护罩102和流体入口导管103。
[0017]在图1中，热管理系统100的部分被示出为在测试环境104内。测试环境104可以是例如具有比护罩102外部的区域105的温度更高或更低的温度的环境。因此，测试环境104可以是例如受控温度室，诸如烘箱、冰箱或冷冻机。因此，护罩102可以例如通过进入端口插入受控温度室中。应注意的是，当护罩102安装在测试环境104中时，护罩102外部的指示区域105也在测试环境104外部，如图1-图2所示的示例中那样。测试环境104还可以是除了受控温度室之外的某个地方，诸如例如汽车发动机的内部部分。
[0018]护罩102可以被配置成除了在护罩102的进入部分106处之外基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测试和测量探针的热管理系统，所述热管理系统包括：绝热护罩，所述绝热护罩被配置成将测试和测量探针的探针头的第一部分封闭在所述护罩的内腔内，同时允许所述探针头的第二部分延伸出所述护罩，所述护罩的所述内腔通过所述护罩的进入部分与所述护罩外部的区域连通，所述护罩还包括流体出口通道，所述流体出口通道被配置成允许传热流体从所述内腔的探针头端部穿过所述护罩的所述内腔，并且穿过所述护罩的所述进入部分离开所述护罩；以及流体入口导管，所述流体入口导管通过所述护罩的所述进入部分进入所述护罩，延伸穿过所述护罩的所述内腔，并且被配置成将所述传热流体引入到所述内腔的所述探针头端部。2.根据权利要求1所述的热管理系统，其还包括流体供应系统，所述流体供应系统被配置成将所述传热流体引入到所述流体入口。3.根据权利要求2所述的热管理系统，还包括将所述流体出口通道连接到所述流体供应系统的返回侧的流体出口导管。4.根据权利要求2所述的热管理系统，其中，所述流体供应系统包括涡流管。5.根据权利要求4所述的热管理系统，其中，所述流体入口导管联接到所述涡流管的冷出口。6.根据权利要求4所述的热管理系统，其中，所述流体入口导管联接到所述涡流管的热出口。7.根据权利要求2所述的热管理系统，其中，所述流体供应系统包括热电冷却器。8.根据权利要求2所述的热管理系统，其中，所述流体供应系统包括热电加热器。9.根据权利要求1所述的热管理系统，还包括温度感测装置，所述温度感测装置被配置为感测所述护罩的所述内腔的所述探针头端部处的温度。10.根据权利要求9所述的热管理系统，还包括温度控制器，所述温度控制器被配置为从所述温度感测装置接收感测到的温度的指示，并且响应于所述感测到的温度的指示来调节所述传热流体的温度或所述传热流体的流率中的一个或两个。11.根据权利要求1所述的热管理系统，还包括在所述护罩的所述内腔的所述探针头端部处的转向器，所述转向器被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：特克特朗尼克公司，
类型：发明
国别省市：