具有补偿网络的探针系统技术方案

一种用于记录差分输入信号的探针系统，所述探针系统包括：第一输入网络（ENp），所述第一输入网络被提供有所述差分输入信号的第一成分（Vinp）以便产生第一中间信号（Ip）；和第二输入网络（ENn），所述第二输入网络被提供有所述差分输入信号的第二成分（Vinn）以便产生第二中间信号（In）。用于放大中间信号（Ip、In）之间的差值的差分放大器（A1）被布置在输入网络的信号流方向的下游。至少一个补偿网络（KNpn）用于补偿输入网络（ENp；ENn）的影响并且被布置在所述差分放大器（A1）的输出端或被布置在将输出端连接到所述差分放大器的输入端的反馈路径中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种例如用于示波器的探针系统。然而，该探针系统也可以用于其它测量仪器，例如，频谱分析仪或网络分析仪。
技术介绍
从现有技术已知具有不同的放大器架构的各种探针系统。例如，专利号为6，856，126B2的美国专利公开了一种放大器架构，该放大器架构具有差分探针，所述差分探针具有在共基极电路中操作的两个双极缓冲单元；以及差分放大器。在这种情况下，存在期望补偿峰值网络的零点的补偿网络
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种具有改进的共模抑制的探针系统，该探针系统在整个频率范围内尽可能均匀地作用。通过权利要求I的特征实现所述目的。独立权利要求详细说明本专利技术的进一步发展的优点。根据本专利技术，至少一个补偿网络被布置在差分放大器的输出端或反馈路径中，反馈路径将输出端连接到差分放大器的输入端。与从现有技术中获知的补偿网络的输入端布置相比，本专利技术具有提供显著改进的共模抑制的优点。虽然在现有技术的情况下，两个输入电流被提供给分别以接地为基准且彼此不关联的补偿网络，并且仅在此之后实现在电压电平的差值的形成，但是在本专利技术的情况下，首先形成输入电流之间的差值，随后仅输入电流之间的差值被提供到放大器的输出端的至少一个补偿网络。虽然在现有技术的情况下，共模电流被直接传输至作为共模调制的差分放大器，但是在本专利技术的情况下，共模输入信号在被提供给补偿网络之前已经被抑制。因此，还大大减少有关共模噪声的敏感度。虽然在现有技术的情况下，例如通过制造公差产生的在两个输入端补偿网络之间的甚至小的差异立即导致共模电压转化成差分电压，但是利用根据本专利技术的实施方式大大减少这种影响，这是因为补偿在差值形成之后发生，并且仅关联于一个补偿网络。因此，如在两个独立的补偿网络的情况下，没有发生公差问题。此外，可以看出，在广泛的带宽上的高的线性度可能引起电流的差值形成。在具有两个电阻器的输入网络的实施方式中，仅一个电阻器被并联连接的电容器桥接，该实施方式具有的优点是在输入网络中除了零点之外还存在极点。在现有技术的情况下，通过对比，仅存在零点，这是因为没有串联的电阻器。由于极点，在几GHz的范围内提高在高频率处的输入阻抗。然而，通过具有两个串联电阻器和与两个串联电阻器之一并联的电容器的补偿网络的相应的实施方式，实现了适量的相互补偿。在这种情况下，补偿网络的极点补偿输入网络的零点，以及补偿网络的零点补偿输入网络的极点。通常，在输出端仅提供单个补偿网络是足够的，优选在输出端处，在输出端处获取待被进一步处理的信号。如果放大器被具体化为具有差分输出的全差分放大器，则还可有利于改进对称以在第二反相输入端处提供第二补偿网络。可替选地，还可以将补偿网络直接布置在两个输出端之间而不是布置在各输出端与电路接地之间，其中，随后有利地提供至少两个串联的电阻器，并且电容器被布置成与电阻器之一并联。可替选地，还可以在输出端和分配的输入端之间的反馈路径中布置补偿网络，而不是在输出端和电路接地之间布置补偿网络。附图说明下文将参照附图中示出的示例性实施方式、通过示例，更详细地描述本专利技术。附图如下图I示出根据本专利技术的探针系统的第一示例性实施方式的基本电路图； 图2示出根据本专利技术的探针系统的第二示例性实施方式的基本电路图；图3示出根据本专利技术的探针系统的第三示例性实施方式的基本电路图；图4示出根据本专利技术的探针系统的第四示例性实施方式的基本电路图。具体实施例方式图I示出根据本专利技术的探针系统的第一示例性实施方式。根据本专利技术的探针系统特别用作示波器的探针；然而，其还可以以其他方式被使用。输入信号的电压Vinp被提供给输入端El。在不例性实施方式中，该输入信号Vinp在其到达传输线Tp之前首先通过第一电阻器Rlp和第二电阻器R2p。这种传输线Tp可以为例如同轴线。然而，还可以为平带导线或带线，尤其为共面线。通过传输线Tp，信号被传输给定的空间距离到达放大单元VE。然后，在放大器单元VE中，输入信号通过第三电阻器R3p传输至差分放大器Al的输入端ENI。这种放大器Al的输入电阻优选被设计成低欧姆的，使得大量的电流IP流入放大器Al的输入端。放大器Al优选被设计成差分电流放大器，也就是说，其输出电流Ioutn或输出电流Ioutp与输入电流Ip和输入电流In之间的差值成正比。在优选示例性实施方式中，通过将第一电容器Clp与电阻器R2p并联连接，第二电阻器R2p被第一电容器Clp桥接。因此，电阻器R2p被桥接并且不传输输入信号Vinp的高频信号部分，也就是说，不传输高频信号成分。电阻器RlP和电阻器R2p与电容器一起形成输入网络ENp。包括第四电阻器R4p、第五电阻器R5p和第二电容器C2p的第一补偿网络KNp被连接到第一放大器Al的第一输出端OUTp。在示例性实施方式中，补偿网络KNp被具体化为电阻器R5p与电容器C2p的并联电路并且被布置在放大器Al的第一输出端OUTp和电路接地M之间。与现有技术的专利号为6，856，126B2的美国专利相比，仅一个补偿网络与电路的功能相关。这具有实质性的优点。尤其是，在补偿网络KNp和补偿网络KNn之间的不可避免的制造公差不会导致共模信号转变成差分信号。在根据本专利技术的实施方式中显著改进CMM (共模响应比，在共模控制下的特性)。探针系统被设想用于差分输入信号，S卩，在输出端A的输出电压Vout取决于在第一输入端El和第二输入端E2之间的电压差或在放大器Al的相应的输入端ENI和输入端EIP之间的电流差Ip-In。与用于正输入信号Vinp的第一信号路径并联,存在用于负输入信号Vinn的第二信号支路，该第二信号支路被连接到第二输入端E2。这种负输入信号Vinn通过对应的第一电阻器Rln和第二电阻器R2n传输至第二传输线Tn的输入端。在此第二电阻器R2n也与相应的第一电容器Cln桥接。信号从传输线Tn的输出端通过第三电阻器R3n传输至放大器Al的反相输入端EIN,该放大器Al被具体化为全差分放大器。此处的放大器A为电流放大器。在第一输出端OUTp处的输出电流Ioutp取决于借助放大因子Al的、在输入端的电流Ip和电流In之间的差值。适用于下列公式=Ioutp=AiX(Ip — In)。反之，下列公式适用于在第二输出端OUTn处的电流Ioutn Von I0utn=Ai X(In-Ip)0补偿网络KNn包括第五电阻器R5n和第二电容器C2n的并联电路、及与第二电容器C2n串联连接的第四电阻器R4n，该补偿网络KNn将放大器Al的第二反相输出端OUTn连接到也可以存在于第二信号支路中的电路接地M。第二补偿网络KNn不是绝对必要的并 且还可以设置成替代第一补偿网络KNp。在每种情况下，在KNp和KNn之间的小的差异不起作用并且不会导致具有共模调制(Vinp-Vinn)的输出信号Vout。图2示出根据本专利技术的探针系统的第二示例性实施方式。已经用相应的附图标记标明参照图I已描述的电路元件并且将不会再描述以免重复。以下描述仅集中于第二示例性实施方式的特性。在示出的第二示例性实施方式中，放大器A2具体为全差分运算放大器。与在图I中示出的第一示例性实施方式相比，在图2中示出的第二示例性实施方式中的补偿网络KNp和相应的补偿网络KNn没有被具体化在输出端OUTp和电路接地M之间、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·佩斯克，塞德里克·邦尼特，
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：