CN104884965A - Rf探头 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种用于从电路的传输线耦合出探测信号的RF探头。RF探头包括至少两个探头引脚，探头引脚具有第一端和第二端，第一端用于接触电路。另外，RF探头包括用于在探头引脚的第二端处提供可变阻抗的装置。RF探头被配置为基于沿探头引脚中的至少一个探头引脚传播的信号来提供探测信号。

Description

RF探头
技术领域
本发明的实施例涉及RF探头(probe)，RF探头用于从被测电路的传输线耦合出探测信号。另外的实施例涉及自动化测试设备，自动化测试设备包括RF探头和接收器。另外的实施例涉及一种方法，该方法用于从被测电路的传输线耦合出探测信号。一些实施例涉及具有扩展的操作频率的非侵入性RF内部电路探头。
背景技术
图1a示出了传统的非侵入性RF探头10的框图。RF探头10包括探头引脚(pin)/接触块(contact block)12和高阻抗元件/电路14，高阻抗元件/电路14串联连接在探头引脚/触头(contact)12和外部接收器16之间。高阻抗元件/电路14可以是高值串联电阻器或场效应晶体管。
图1b示出了传统的非侵入性RF探头10的末端的示意图，传统的非侵入性RF探头10包括接地引脚12_1和信号引脚12_2。
用于内部电路测试的典型的高阻抗RF探头的高输入阻抗特征在低频处主要由探头的前端电路的输入阻抗来确定。当探头的输入阻抗是高阻抗时，被测电路未受扰动，因此探头被认为是非侵入性的。
虽然典型的探头在低频处保持了它的非侵入性特征，但是当在高频处使用探头时，最小可制造长度L(从探头末端(探头引脚12的末端)到RF探头10的高阻抗元件/电路14所测量的长度)成为限制因素。当该长度L变得与操作频率的波长相当时，被称为阻抗变换的行为将RF探头10的之前的高输入阻抗转换为低输入阻抗。这使得探头干扰或侵入所探测的被测设备(DUT)线，从图2中所示的所探测的DUT线频率响应中，这将变得清晰。
图2在图中示出了长度L为4.5毫米的传统的非侵入性RF探头10所探测的DUT线频率响应。在图2中，纵坐标表示***增益(负***损耗)(dB)，其中横坐标表示频率(GHz)。因此，在***损耗小于1.5dB的频率区域中，RF探头10被认为是非侵入性的(具有高输入阻抗)，其中，在***损耗大于1.5dB的频率区域中，RF探头被认为是侵入性的。
因此，在使探头引脚12尽可能短方面，探头10的最高操作频率受可用的微加工技术的实际限制的约束，并且在将探头电路14放置地尽可能接近探头末端方面，探头10的最高操作频率受电子装配技术的约束。
商业的高阻抗有源探头是来自安捷伦(Agilent)科技公司的85024。短的固定引脚探头引起具有高输入阻抗的有源电路。操作的规定频率被限制为3GHz。
与来自安捷伦科技公司的探头85024相比，来自威达(Vectra)的RealProbe107具有更高的操作频率。该探头包括20dB的耦合损耗，因此推测是无源探头。该探头可以工作在7GHz之前，在所探测的DUT线上具有1.5dB的***损耗。
除了探头引脚被构造在PCB上(因此使长度L更短)之外，来自威达的RealProbe109具有与RealProbe107相似的架构。该探头被宣传能工作在18GHz之前。当探头被连续使用时，将PCB作为探头引脚来使用可能损害它的长期可靠性。
来自艾法斯(Aeroflex)公司的RF探头1205在架构上与来自安捷伦科技公司的探头相似，但是具有数个接地建议。它被限制在4GHz之前操作。
另外，US 4853227示出了一种晶片探头，该晶片探头由被放置在支撑膜上、包含高阻抗放大器组件的探头引脚和PCB构造而成。
另外，US 5821758示出了一种RF内部电路方法，该方法用于使用信号重定向来进行非侵入性测量。因此，在DUT上，在测量中使用2个手指的方法需要很多印刷电路板空间，并且在创建对信号进行重定向的触头中使用可移除的无源器件可能潜在地引起不一致的测量。
因此，本发明的目的是提供一种概念，该概念用于从被测电路的传输线耦合出探测信号，降低或甚至避免上述的缺点。
该目的由根据权利要求1的RF探头、根据权利要求17的自动化测试设备和根据权利要求23的方法来解决。
本发明的实施例提供了一种RF探头，该RF探头用于从被测电路的传输线耦合出探测信号。RF探头包括至少两个探头引脚，探头引脚具有第一端和第二端，第一端用于接触电路。另外，RF探头包括用于在探头引脚的第二端处提供可变阻抗的装置。RF探头被配置为基于沿至少一个探头引脚传播的信号来提供探测信号。
根据本发明的概念，沿被测电路的传输线传播的信号上的***损耗(由将传输线与探头引脚的第一端接触所引起)可以通过用于在探头引脚的第二端处提供可变阻抗的装置来降低。探头引脚基于探头引脚的长度以及它形成的特征阻抗来将探头引脚的第二端处存在的阻抗变换为探头引脚的第一端处存在的变换阻抗。因此，通过调节探头引脚的第二端处所提供的可变阻抗，高阻抗在探头引脚的第一端处出现时所处的频率可以被设置或被选择。
附图说明
本文参照附图来描述本发明的实施例。
图1a示出了传统的非侵入性RF探头的框图。
图1b示出了传统的非侵入性RF探头的末端的示意图。
图2在图中示出了长度L为4.5毫米的传统的非侵入性RF探头所探测的DUT线频率响应。
图3根据本发明的实施例示出了用于从电路的传输线耦合出探测信号的RF探头的框图。
图4根据本发明的实施例示出了电路的传输线和用于从传输线耦合出探测信号的RF探头的示意图。
图5根据本发明的实施例示出了RF探头的框图，其中用于提供可变阻抗的装置包括高阻抗电路和可变移相器。
图6根据本发明的实施例在图中示出了由图5中所示的具有长度为4.5毫米的探头引脚的RF探头所引起的沿电路的传输线传播的信号上的***增益。
图7在表中示出了针对1°相移、100°相移和200°相移，图5中所示的RF探头100的非侵入性频率区域。
图8根据本发明的实施例示出了RF探头的框图，其中用于提供可变阻抗的装置包括可变终止电路和传输线。
图9根据本发明的实施例在图中示出了由图8中所示的具有长度为4.5毫米的探头引脚的RF探头所引起的沿电路的传输线传播的信号上的***增益。
图10在表中示出了针对开口终止状态和短路终止状态、图8中所示的RF探头的非侵入性频率区域。
图11a根据本发明的实施例示出了RF探头的框图，其中用于提供可变阻抗的装置包括可变终止电路和兰格耦合器。
图11b示出了用于提供图11a中所示的RF探头的可变阻抗的装置的兰格耦合器的可能的实施方式的框图。
图12根据本发明的另一实施例示出了RF探头的框图。
图13根据本发明的实施例示出了自动化测试设备200的框图。
图14示出了用于从电路的传输线耦合出探测信号的方法的流程图。
具有相同功能或等价功能的相同元件或等价元件在下面的描述中由相同标号或等价标号来表示。
具体实施方式
在下面的描述中，阐述了多个细节以提供对本发明的实施例的更透彻的解释。然而，对本领域技术人员显而易见的是本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实施。在其它实例中，已知的结构和设备以框图的形式被示出，而不是详细示出，以便避免模糊本发明的实施例。另外，除非另有明确规定，之后所描述的不同的实施例的特征可以互相结合。
图3根据本发明的实施例示出了用于从被测电路的传输线耦合出探测信号110的RF探头100的框图。RF探头100包括至少两个探头引脚102_1至102_n(n≥2)，探头引脚具有第一端104和第二端106，第一端104用于接触电路。另外，RF探头100包括用于在探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第二端106处提供可变阻抗Z2的装置108。RF探头100被配置为基于沿探头引脚102_1至102_n(n≥2)中的至少一个探头引脚传播的信号来提供探测信号110。
根据本发明的概念，增加的操作频率处增加的***损耗(由将电路的传输线与探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第一端104接触所引起)可以通过用于在探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第二端处提供可变阻抗的装置来降低。探头引脚102_1至102_n(n≥2)基于探头引脚102_1至102_n(n≥2)的长度L以及它形成的特征阻抗来将探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第二端106处存在的阻抗Z2变换为探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第一端104处存在的变换阻抗Z1。因此，通过调节探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第二端106处所提供的可变阻抗Z2，高阻抗(例如，引起小于1.5dB(或1.2dB、或1.0dB、或0.7dB)的***损耗)在探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第一端104处出现时所处的频率可以被设置或被选择。
因此，一些实施例解决了频率限制问题，并且在保持探头100的非侵入性特性的同时，将它的操作频率范围扩展到超出可用的微加工和电子装配技术通常所允许的范围。因此，如果沿电路的传输线传播的信号上的***损耗小于1.5dB(或1.2dB、或1.0dB、或0.7dB)，则RF探头100被认为是非侵入性的。
例如，频率限制可以通过使用阻抗变换的周期特性来规避，其中探头的高阻抗特征在长度L等于关于半个波长的倍数时的频率处重复。由于具有用于变化随后的高阻抗带出现时所处的频率的机制，连续的和可扩展的频带可以通过在初始频率范围和随后的频率范围中的任一处操作探头来实现。
注意，RF探头100可以包括多达n个探头引脚102_1至102_n，其中n是大于或等于二(n≥2)的自然数。例如，如图3中所示，RF探头100可以包括两个探头引脚102_1至102_n(n＝2)。在这种情况下，两个探头引脚102_1至102_n(n＝2)中的第一探头引脚102_1可以是信号引脚，其中两个探头引脚102_1至102_n(n＝2)中的第二探头引脚102_2可以是参考电位(例如，接地)引脚。另外，RF探头100还可以包括三个探头引脚102_1至102_n(n＝3)。在这种情况下，三个探头引脚102_1至102_n(n＝3)中的第一探头引脚102_1可以是信号引脚，其中三个探头引脚102_1至102_n(n＝3)中的第二探头引脚102_2和第三探头引脚102_3可以是参考电位(例如，接地)引脚。
如已经指出的，探头引脚102_1至102_n(n≥2)构成传输线，传输线将探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第二端106处存在的阻抗Z2变换为探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第一端104处存在的变换阻抗Z1。因此，用于提供可变阻抗的装置108可以被配置为在探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第二端106处提供可变阻抗Z2，从而使得阻抗Z1在探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第一端104处出现时所处的频率是可变的。
观察到，探头引脚102_1至102_n(n≥2)的长度L(例如，探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第一端104和探头引脚102_1至102_n(n≥2)的第二端106或用于提供可变阻抗的装置108之间的长度)可以大于λ/20(或λ/10、或λ/15)。λ可以是由RF探头100从电路的传输线耦合出的信号的波长。另外，高阻抗可以是大小大于或等于500Ω(或250Ω、750Ω或1000Ω)的阻抗。
图4根据本发明的实施例示出了电路202(例如，被测设备(DUT))的传输线200和用于从传输线200耦合出探测信号110的RF探头的示意图。
如图4中所示，探头引脚102_1至102_n(n≥2)可以被配置为构成非对称传输线。例如，RF探头100可以包括三个引脚102_1至102_n(n＝3)，其中三个探头引脚102_1至102_n(n＝3)中的第一引脚102_1可以是信号引脚，其中三个探头引脚102_1至102_n(n＝3)中的第二引脚102_2和第三引脚102_3可以是参考电位(例如，接地)引脚，并且其中第一引脚102_1被布置在第二引脚102_2和第三引脚102_3之间。
之后，至少两个探头引脚102_1至102_n(n≥2)以框图的形式被示出并且用标号102表示。
图5根据本发明的实施例示出了RF探头100的框图，其中用于提供可变阻抗的装置108包括高阻抗电路111和可变移相器112。可变移相器112串联连接在探头引脚102的第二端106和高阻抗电路111之间。
可变移相器112可以被配置为将高阻抗电路111的阻抗Z3变换为探头引脚102的第二端106处存在的阻抗Z2。另外，如已经指出的，探头引脚102构成传输线，传输线将探头引脚102的第二端106处存在的阻抗Z2变换为探头引脚102的第一端104处存在的变换阻抗Z1。因此，由高阻抗电路111所提供的阻抗Z3由可变移相器112和探头引脚变换为探头引脚102的第一端104处的变换阻抗Z1。
另外，可变移相器112可以被配置为将高阻抗电路111的高阻抗Z3变换为探头引脚102的第二端106处存在的阻抗Z2，从而使得高阻抗在探头引脚102的第一端104处出现时所处的频率是可变的。
高阻抗电路111可以包括高阻抗元件(例如，电阻器或场效应晶体管)，用于提供阻抗Z3。高阻抗电路111可以被配置为提供大小大于或等于500Ω(或250Ω、或750Ω)的阻抗Z3。
可变移相器112可以在至少两个不同的相位之间切换。例如，可变移相器112可以在两个、三个、四个、五个、六个、七个或甚至更多不同的相位之间切换。另外，可变移相器还可以被配置为提供连续的相移。
在一些实施例中，可变移相器112可以包括控制端子114，控制端子114被配置为接收控制信号116。可变移相器112可以被配置为基于控制信号116来设置相移，相移适用于在探头引脚102的第二端106和高阻抗电路111之间传播的信号。
例如，外部相移控制器118可以基于沿电路202的传输线200传播的信号的操作频率来提供控制信号116，从而使得RF探头100以沿电路202的传输线200传播的信号的操作频率在探头引脚102的第一端104处提供高阻抗(例如，Z1>500Ω)。
换句话说，图5中所描绘的探头100构造的实施例可以包括探头触头/引脚102、移相器112和高阻抗组件/电路111。
探头引脚/触头102可以包括三个引脚102_1至102_n(n＝3)，其中三个引脚102_1至102_n(n＝3)中的第一引脚102_1可以是信号引脚，其中三个引脚102_1至102_n(n＝3)中的第二引脚102_2和第三引脚102_3可以是接地引脚，接地引脚限定第一引脚102_1。
移相器112可以被电子地或机械地实现。移相器112可以被配置为改变信号的相位，这与变化阻抗产生相同的效果。相移控制器118可以是改变移相器112设置的一些方法。接收器120可以是功率传感器、频谱分析器、示波器、网络分析器或可以传感RF信号的任何其它设备。
如图5中所示，高阻抗电路111可以被配置为提供探测信号110。另外，高阻抗电路111可以被连接到外部接收器120。
在一些实施例中，图5中所示的RF探头100、相移控制器118和接收器120可以构成自动化测试设备或可以是自动化测试设备的一部分，从图13的描述中，这将变得清晰。
图6根据本发明的实施例在图中示出了由图5中所示的具有长度为4.5毫米的探头引脚102的RF探头100所引起的沿电路的传输线200传播的信号上的***增益。换句话说，图6示出了所探测的DUT线频率响应。因此，纵坐标描述***增益(负***损耗)(dB)，其中横坐标描述频率(GHz)。
在图6中，第一曲线140表示针对1°相移电路202的传输线200的频率响应，其中第二曲线142表示针对100°相移电路202的传输线200的频率响应，并且其中第三曲线144表示针对200°相移电路202的传输线200的频率响应。
换句话说，可变移相器112可以被配置为在1°、100°和200°之间切换。自然地，可变移相器还可以在任何其它相移值(例如，0°、10°、20°、50°、60°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°和330°)之间切换。
如图6中所示，探头100表现为高阻抗的频率范围是在所探测的DUT线200的***损耗(负***增益)足够低的区域处。在图6中针对1°相移(曲线140)，RF探头100的高阻抗区域是从1.0GHz至7.5GHz、和17GHz至30GHz，其中假设所探测的DUT线上的可接受的***损耗为1.5dB。
上面所提到的范围之外的频率区域(即，7.5GHz至17GHz)是侵入性区域，其中RF探头100是低阻抗，因此对所探测的DUT线200的造成显著的***损耗。
当需要在这些侵入性区域处进行频率测量时，可以变化相移设置以改变所探测的DUT线200的频率响应并且根据需要来移动非侵入性区域。例如，100°的第二移相器设置(曲线142)在1GHz至4GHz、10GHz至17GHz和21GHz至30GHz处具有RF探头100的高阻抗区域(因此，可以在该区域处进行测量)。
图7在表中示出了针对1°相移、100°相移和200°相移，图5中所示的RF探头100的非侵入性频率区域。
RF探头100是非侵入性时的频率点和相应的移相器设置以及每个频率上的相关信号损耗可以在RF探头100的工厂校准期间被记录。
例如，从1GHz至30GHz的连续测量扫描然后可以通过在不同的移相器设置之间交替进行来完成，以便在非侵入性区域处进行操作。
在图5中所示的RF探头100的实施例的可能的实施方式中，探头引脚可以是针对宽带性能的接地-信号-接地(GND-SIG-GND)组合。然而，还可以使用充分设计的信号-接地(SIG-GND)组合。
移相器112可以是互逆网络，其中端口1-端口2的特征与端口2-端口1的特征相同。交换线移相器可以是电子移相器实施方式或机械同轴移相器。
图8根据本发明的实施例示出了RF探头100的框图，其中用于提供可变阻抗的装置108包括可变终止电路122和传输线124。传输线124串联连接在探头引脚102的第二端106和可变终止电路122之间。
可变终止电路122可以包括控制端子126，控制端子126被配置为接收控制信号128。可变终止电路122可以被配置为基于控制信号128在传输线124的至少两个终止状态(termination states)之间被切换。
至少两个终止状态可以包括高阻抗和低阻抗。自然地，可变终止电路122还可以提供任何其它终止状态，例如提供高阻抗(例如，针对传输线124，大小为500Ω、750Ω、1000Ω、1500Ω或甚至开口的、或在700Ω至1100Ω之间的范围内或在500Ω和1500Ω之间的范围内)或低阻抗(大小为1Ω、10Ω、15Ω或甚至短路的，或在0.5Ω和5Ω之间的范围内或在0.1Ω和10Ω之间的范围内)的终止状态。
如图8中所示，可变终止电路122的控制端子126可以被连接到外部终止控制器130。外部终止控制器130可以例如基于沿电路202的传输线200传播的信号的操作频率来提供控制信号128，从而使得RF探头100以沿电路202的传输线200传播的信号的操作频率在探头引脚102的第一端104处提供高阻抗。
另外，RF探头100包括耦合电路132，耦合电路132被配置为耦合出沿传输线124(或(一个或多个)探头引脚102)传播的信号，以获得探测信号110。
耦合电路132可以被配置为提供探测信号110。另外，耦合电路132可以被连接到外部接收器120。
在一些实施例中，图8中所示的RF探头100、终止控制器130和接收器120可以构成自动化测试设备或可以是自动化测试设备的一部分，从图13的描述中，这将变得清晰。
换句话说，图8中所描绘的本发明的第二实施例，包括探头引脚102、传输线124、传输124的末端处的可变终止122以及耦合元件132，耦合元件132接收所测量的信号的样本并且将样本供应到接收器120。可变终止122可以通过终止控制器130在(至少)两个状态(例如，高阻抗和低阻抗)之间变化。
图9根据本发明的实施例在图中示出了由图8中所示的具有长度为4.5毫米的探头引脚102的RF探头100所引起的沿电路202的传输线200传播的信号上的***增益。换句话说，图9示出了所探测的DUT线频率响应。因此，纵坐标描述***增益(负***损耗)(dB)，其中横坐标描述频率(GHz)。
在图9中，第一曲线150表示由可变终止电路122所提供的传输线124的非常高的阻抗或开口终止状态，其中第二曲线152表示由可变终止电路122所提供的传输线124的非常低的阻抗或短路终止状态。
换句话说，具有RF探头100(该RF探头100拥有开口终止(opentermination))的所探测的DUT线200的频率响应被示出在图9中。在图5中所示的实施例中，RF探头100是非侵入性时的频率范围表现为带，所探测的DUT线200上具有低***损耗。RF探头100可以被用于在这些频率范围处进行内部电路测量。
在这些频率处，从所探测的DUT线200所获得的信号然后可以经由耦合网络132被耦合到接收器120。
当需要在RF探头100是侵入性的点处(所探测的DUT线200频率响应(曲线150)上的凹口(notch)区域)进行测量时，可变终止122可以被终止控制器130切换到短路。这创建了如曲线152所示的行为，其中曲线152填充(fills-in)了开口终止中的凹口。
在开口终止中，具有短路终止的RF探头100的可用的操作频率是新的低***损耗区域所处的频率。在这些频率处，从所探测的DUT线所获得的信号然后可以经由耦合网络132被耦合到接收器120。
图10在表中示出了针对开口终止状态和短路终止状态，图8中所示的RF探头100的非侵入性频率区域。换句话说，图10概述了各种终止处的RF探头100是非侵入性时的区域。
RF探头100是非侵入性时的频率区域和相应的终止设置(开口/短路)可以在工厂校准期间被记录。包括耦合损耗的信号损耗也可以构成校准的一部分。
例如，从1GHz至30GHz的连续测量扫描然后可以通过在两个终止状态(开口和短路)之间交替进行来完成，以便在非侵入性区域处操作RF探头100。
在可能的实施方式中，探头引脚102可以是针对宽带性能的接地-信号-接地(GND-SIG-GND)组合。然而，还可以使用充分设计的信号-接地(SIG-GND)组合。
可变终止122可以是PIN二极管(PIN＝正-本征-负(positive intrinsicnegative))或可以包括PIN二极管(PIN＝正-本征-负(positive intrinsicnegative))，一端被连接到地。二极管可以打开或关闭，以便连接到地和与地断开连接。
图11a根据本发明的实施例示出了RF探头100的框图，其中用于提供可变阻抗的装置108包括可变终止电路122和兰格耦合器134。兰格耦合器134可以串联连接在探头引脚102的第二端106和可变终止电路122之间。
如图11a中所示，兰格耦合器134可以被连接到终止阻抗136(例如，提供大小为50Ω的阻抗)。注意，终止阻抗136可以在RF探头100的内部或外部被实现。
兰格耦合器134可以包括第一端口135_1(第一端口135_1被连接到探头引脚102)、第二端口135_2(第二端口135_2被被配置为连接到接收器120)、第三端口135_3(第三端口135_3被连接到可变终止122)和第四端口135_4(第四端口135_4被连接到终止阻抗136)。另外，兰格耦合器134可以包括连接第一端口135_1和第三端口135_3的直接的电通路。第二端口135_2和第四端口135_4也可以直接连接。穿过135_1和135_3的信号可以通过电容耦合或电感耦合的方式被耦合到135_2和135_4。
换句话说，图8中所示的传输线块124和耦合网络132可以被实现为一个正交耦合器。优选的实施方式可以是实现宽带耦合的兰格耦合器134。图9中所示的结果使用中心在15GHz的兰格耦合器134。
当使用兰格耦合器134实施方式(图11a)时，终止122可以被放置在直接端口135_3处，即在输入135_1所在的线的末端处。接收器120输入可以被连接到耦合端口135_2，而隔离端口135_4可以用50欧姆来终止。替代地并且不失一般性，接收器120可以被连接到端口135_4，耦合端口135_2可以用50欧姆来终止。
耦合系数或被耦合到接收器120的功率值直接影响所探测的DUT线200的***损耗(即，侵入性的量)。到接收器120的耦合功率越大，***损耗或侵入性越高。在图9中所示的结果中使用了10dB的耦合功率。
图11b示出了用于提供图11a中所示的RF探头100的可变阻抗的装置108的兰格耦合器134的可能的实施方式的框图。
注意，兰格耦合器134可以是四指(finger)或多指160_1至160_v(v≥4)兰格耦合器。例如，如图11b中所示，兰格耦合器134可以包括四指160_1至160_v(v＝4)。自然地，兰格耦合器134还可以包括多于四指160_1至160_v(v≥4)，例如五个、六个、七个、八个、九个、十个或甚至更多指。
图12根据本发明的另一实施例示出了RF探头100的框图。RF探头100包括用于耦合出沿探头引脚102_1至102_n(n≥2)中的至少一个探头引脚传播的信号以获得探测信号110的装置136。用于提供可变阻抗138的装置108包括可变阻抗138，可变阻抗138串联连接在探头引脚102_1至102_n(n≥2)中的至少一个探头引脚的第二端106和参考端子139(被配置为提供参考电位，例如，接地电位)之间。
图13根据本发明的实施例示出了自动化测试设备180的框图。自动化测试设备180包括上述所详细描述的RF探头100和接收器120。接收器120可以是功率传感器、频谱分析器、示波器、网络分析器。
如图13中所示，自动化测试设备180可以包括控制器(例如，图5中所示的相移控制器118和/或图8中所示的终止控制器130)，控制器被配置为提供相应的控制信号来控制RF探头100的可变阻抗。
例如，自动化测试设备180可以被配置为控制电路202的操作频率并且基于操作频率来控制由用于提供可变阻抗的装置108所提供的可变阻抗。
另外，自动化测试设备180可以被配置为控制接收器120的操作频率并且基于操作频率来控制由用于提供可变阻抗的装置108所提供的可变阻抗。
另外，自动化测试设备180可以被配置为控制接收器120的操作频率并且基于操作频率来控制由用于提供可变阻抗的装置108所提供的可变阻抗。
另外，自动化测试设备180可以被配置为基于沿电路202的传输线200传播的信号的操作频率来提供控制信号116、128，从而使得RF探头100以沿电路202的传输线200传播的信号的操作频率在探头引脚102的第一端104处提供高阻抗。
图14示出了用于从电路的传输线耦合出探测信号的方法300的流程图。方法300包括：将电路与RF探头的至少两个探头引脚的第一端进行接触(302)。另外，方法300包括：在探头引脚的第二端处提供(304)可变阻抗。另外，方法300包括：基于沿探头引脚中的至少一个探头引脚传播的信号来提供(306)探测信号。
在一些实施例中，方法300还包括：基于沿电路的传输线传播的信号的操作频率来提供控制信号，从而使得RF探头以沿电路的传输线传播的信号的操作频率在探头引脚的第一端处提供高阻抗。
虽然一些方面在一种装置的情况下被描述，但清楚的是这些方面还表示相应的方法的描述，其中块(block)或设备与方法步骤或方法步骤的特征相对应。类似地，在方法步骤的情况下所描述的方面还表示相应的块或项或相应的装置的特征的描述。一些方法步骤或全部方法步骤可以由(或使用)硬件装置(例如，微处理器、可编程计算机或电子电路)来执行。在一些实施例中，最重要的方法步骤中的一些一个或多个方法步骤可以由这样的装置来执行。
根据某些实施方式要求，本发明的实施例可以在硬件或在软件中被实现。实施方式可以使用其上存储有电子可读控制信号的数字存储介质(例如，软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪速存储器)来被执行，电子可读控制信号与可编程计算机***合作或能够与可编程计算机***合作，从而使得相应的方法被执行。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，电子可读控制信号能够与可编程计算机***合作，从而使得本文所描述的多种方法中的一种方法被执行。
通常，本发明的实施例可以被实现为具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码可操作用于执行多种方法中的一种方法。程序代码可以例如被存储在机器可读载体上。
其它实施例包括用于执行本文所描述的多种方法中的一种方法、被存储在机器可读载体上的计算机程序。
换句话说，因此，发明方法的一个实施例是具有程序代码的计算机程序，程序代码用于当计算机程序在计算机上运行时执行本文所描述的多种方法中的一种方法。
因此，发明方法的另一实施例是包括其上记录有计算机程序的数据载体(或数字存储介质、或计算机可读介质)，计算机程序用于执行本文所描述的多种方法中的一种方法。数据载体、数字存储介质或所记录的介质通常是有形的和/或非过渡的。
因此，发明方法的另一实施例是表示计算机程序的数据流或信号序列，计算机程序用于执行本文所描述的多种方法中的一种方法。数据流或信号序列可以例如被配置为经由数据通信连接(例如，经由互联网)被传送。
另一实施例包括被配置为或适用于执行本文所描述的多种方法中的一种方法的处理装置(例如，计算机)或可编程逻辑设备。
另一实施例包括其上安装有计算机程序的计算机，计算机程序用于执行本文所描述的多种方法中的一种方法。
根据本发明的另一实施例包括装置或***，该装置或***被配置为将计算机程序传送(例如，电子地或光学地传送)到接收器，计算机程序用于执行本文所描述的多种方法中的一种方法。接收器可以例如是计算机、移动设备、存储器设备等。装置或***例如可以包括文件服务器，文件服务器用于将计算机程序传送到接收器。
在一些实施例中，可编程逻辑设备(例如，现场可编程门阵列)可以被用于执行本文所描述的方法的功能中的一些功能或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器合作，以便执行本文所描述的多种方法中的一种方法。一般地，方法优选地由任何硬件装置来执行。
上述的实施例仅是用于说明本发明的原理。应该理解的是本文所描述细节和布置的修改和变化对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，旨在仅受之后的专利权利要求的范围的限制并且不受通过本文的实施例的描述和解释所呈现的具体细节的限制。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种RF探头(100)，用于从电路(202)的传输线(200)耦合出探测信号(110)，其中所述RF探头(100)包括：
至少两个探头引脚(102_1-102_n)，所述至少两个探头引脚具有第一端(104)和第二端(106)，所述第一端(104)用于接触所述电路(202)，其中所述探头引脚(102_1-102_n)的长度大于λ/10，其中λ是由所述RF探头(100)所耦合出的所述探测信号(110)的波长；以及
用于在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处提供可变阻抗的装置(108)；
其中，所述RF探头(100)被配置为基于沿所述探头引脚(102_1-102_n)中的至少一个探头引脚传播的信号来提供所述探测信号(110)；
其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)被配置为：在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处提供所述可变阻抗，从而使得高阻抗在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第一端(104)处出现时所处的频率是可变的；以及
其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)被配置为：在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处提供所述可变阻抗，从而使得所述高阻抗以述探测信号(110)的操作频率出现。
2.如权利要求1所述的RF探头(100)，其中，所述高阻抗是大小大于或等于500Ω的阻抗。
3.如权利要求1到2中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括高阻抗电路(111)和可变移相器(112)，所述可变移相器(112)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述高阻抗电路(111)之间。
4.如权利要求3所述的RF探头(100)，其中，所述可变移相器(112)包括控制端子(114)，所述控制端子(114)被配置为接收控制信号(116)，其中，所述可变移相器(112)被配置为基于所述控制信号(116)来设置应用于在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述高阻抗电路(111)之间传播的信号的相移。
5.如权利要求3或4中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述可变移相器(112)被配置为将所述高阻抗电路(111)的阻抗变换为所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处存在的阻抗。
6.如权利要求3到5中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述可变移相器(112)被配置为能够在至少两个不同的相位之间切换。
7.如权利要求1到2中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括可变终止电路(122)和传输线(124)，所述传输线(124)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述可变终止电路(122)之间。
8.如权利要求7所述的RF探头(100)，其中，所述可变终止电路(122)包括控制端子(126)，所述控制端子(126)被配置为接收控制信号(128)，其中，所述可变终止电路(122)被配置为基于所述控制信号(128)在所述传输线(124)的至少两个终止状态之间切换。
9.如权利要求7或8所述的RF探头(100)，其中，所述至少两个终止状态包括开口终止状态和短路终止状态。
10.如权利要求7到9中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述RF探头(100)包括耦合电路(132)，所述耦合电路(132)被配置为耦合出沿所述传输线(124)传播的信号，以获得所述探测信号(110)。
11.如权利要求1到2中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述RF探头(100)包括用于耦合出沿所述探头引脚(102_1-102_n)中的至少一个探头引脚传播的信号以获得所述探测信号110的装置(136)；并且
其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括可变阻抗(138)，所述可变阻抗(138)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)中的至少一个探头引脚的所述第二端(106)和参考端子(139)之间，所述参考端子(139)被配置为提供参考电位。
12.如权利要求1到2中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括可变终止电路(122)和兰格耦合器(134)，所述兰格耦合器(134)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述可变终止电路(122)之间。
13.如权利要求1到12中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述探头引脚(102_1-102_n)构成传输线，所述传输线将所述第二端处存在的阻抗变换为所述第一端处的变换阻抗。
14.如权利要求1到13中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述探头引脚(102_1-102_n)包括至少为λ/20的长度。
15.如权利要求1到14中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述探头引脚(102_1-102_n)被配置为构成非对称传输线。
16.一种自动化测试设备(180)，包括：
如权利要求1到15中的一项所述的RF探头(100)；以及
用于接收所述探测信号(110)的接收器(120)。
17.如权利要求16所述的自动化测试设备(180)，其中，所述接收器(120)是功率传感器、频谱分析器、示波器、或网络分析器。
18.如权利要求16或17中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：提供控制信号(116、128)，以控制所述RF探头(100)的所述可变阻抗。
19.如权利要求16到18中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：控制所述电路(202)的操作频率，并且基于所述操作频率来控制由所述用于提供可变阻抗的装置(108)提供的所述可变阻抗。
20.如权利要求16到19中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：控制所述接收器(120)的操作频率，并且基于所述操作频率来控制由所述用于提供可变阻抗的装置(108)提供的所述可变阻抗。
21.如权利要求16到20中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：基于沿所述电路(202)的所述传输线(200)传播的信号的操作频率来提供所述控制信号(116、128)，从而使得所述RF探头(100)以沿所述电路(202)的所述传输线(200)传播的信号的所述操作频率在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第一端(104)处提供高阻抗。
22.一种用于从电路的传输线耦合出探测信号的方法(300)，包括：
使所述电路与RF探头(100)的至少两个探头引脚的第一端进行接触(302)，其中所述探头引脚(102_1-102_n)的长度大于λ/10，其中λ是由所述RF探头(100)所耦合出的所述探测信号(110)的波长；
在所述探头引脚的第二端处提供(304)可变阻抗，其中所述可变阻抗在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处被提供，从而使得高阻抗在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第一端(104)处出现时所处的频率是可变的；
基于沿所述探头引脚中的至少一个探头引脚传播的信号来提供(306)所述探测信号；以及
基于沿所述电路的所述传输线传播的信号的操作频率来提供控制信号，从而使得所述RF探头(100)以沿所述电路的所述传输线传播的所述信号的所述操作频率在所述探头引脚的所述第一端处提供高阻抗。

Claims (24)

1.一种RF探头(100)，用于从电路(202)的传输线(200)耦合出探测信号(110)，其中所述RF探头(100)包括：
至少两个探头引脚(102_1-102_n)，所述至少两个探头引脚具有第一端(104)和第二端(106)，所述第一端(104)用于接触所述电路(202)；以及
用于在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处提供可变阻抗的装置(108)；
其中，所述RF探头(100)被配置为基于沿所述探头引脚(102_1-102_n)中的至少一个探头引脚传播的信号来提供所探测的信号(110)。
2.如权利要求1所述的RF探头(100)，其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)被配置为：在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处提供可变阻抗，从而使得高阻抗在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第一端(104)处出现时所处的频率是可变的。
3.如权利要求2所述的RF探头(100)，其中，所述高阻抗是大小大于或等于500Ω的阻抗。
4.如权利要求1到3中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括高阻抗电路(111)和可变移相器(112)，所述可变移相器(112)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述高阻抗电路(111)之间。
5.如权利要求4所述的RF探头(100)，其中，所述可变移相器(112)包括控制端子(114)，所述控制端子(114)被配置为接收控制信号116，其中，所述可变移相器(112)被配置为基于所述控制信号116来设置应用于在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述高阻抗电路(111)之间传播的信号的相移。
6.如权利要求4或5中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述可变移相器(112)被配置为将所述高阻抗电路(111)的阻抗变换为所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)处存在的阻抗。
7.如权利要求4到6中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述可变移相器(112)被配置为能够在至少两个不同的相位之间切换。
8.如权利要求1到3中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括可变终止电路(122)和传输线(124)，所述传输线(124)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述可变终止电路(122)之间。
9.如权利要求8所述的RF探头(100)，其中，所述可变终止电路(122)包括控制端子(126)，所述控制端子(126)被配置为接收控制信号(128)，其中，所述可变终止电路(122)被配置为基于所述控制信号(128)在所述传输线(124)的至少两个终止状态之间切换。
10.如权利要求8或9所述的RF探头(100)，其中，所述至少两个终止状态包括开口终止状态和短路终止状态。
11.如权利要求8到10中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述RF探头(100)包括耦合电路(132)，所述耦合电路(132)被配置为耦合出沿所述传输线(124)传播的信号，以获得所述探测信号(110)。
12.如权利要求1到3中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述RF探头(100)包括用于耦合出沿所述探头引脚(102_1-102_n)中的至少一个探头引脚传播的信号以获得所述探测信号(110)的装置(136)；并且
其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括可变阻抗(138)，所述可变阻抗(138)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)中的至少一个探头引脚的所述第二端(106)和参考端子(139)之间，所述参考端子(139)被配置为提供参考电位。
13.如权利要求1到3中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述用于提供可变阻抗的装置(108)包括可变终止电路(122)和兰格耦合器(134)，所述兰格耦合器(134)串联连接在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第二端(106)和所述可变终止电路(122)之间。
14.如权利要求1到13中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述探头引脚(102_1-102_n)构成传输线，所述传输线将所述第二端处存在的阻抗变换为所述第一端处的变换阻抗。
15.如权利要求1到14中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述探头引脚(102_1-102_n)包括至少为λ/20的长度。
16.如权利要求1到15中的一项所述的RF探头(100)，其中，所述探头引脚(102_1-102_n)被配置为构成非对称传输线。
17.一种自动化测试设备180，包括：
如权利要求1到16中的一项所述的RF探头(100)；以及
用于接收所述探测信号(110)的接收器(120)。
18.如权利要求17所述的自动化测试设备(180)，其中，所述接收器(120)是功率传感器、频谱分析器、示波器或网络分析器。
19.如权利要求17或18中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：提供控制信号(116、128)，以控制所述RF探头(100)的所述可变阻抗。
20.如权利要求17到19中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：控制所述电路(202)的操作频率并且基于所述操作频率来控制由所述用于提供可变阻抗的装置(108)提供的所述可变阻抗。
21.如权利要求17到20中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：控制所述接收器(120)的操作频率并且基于所述操作频率来控制由所述用于提供可变阻抗的装置(108)提供的所述可变阻抗。
22.如权利要求17到21中的一项所述的自动化测试设备(180)，其中，所述自动化测试设备(180)被配置为：基于沿所述电路(202)的所述传输线(200)传播的信号的操作频率来提供所述控制信号(116、128)，从而使得所述RF探头(100)以沿所述电路(202)的所述传输线(200)传播的信号的所述操作频率在所述探头引脚(102_1-102_n)的所述第一端(104)处提供高阻抗。
23.一种用于从电路的传输线耦合出探测信号的方法300，包括：
使所述电路与RF探头(100)的至少两个探头引脚的第一端进行接触(302)；
在所述探头引脚的第二端处提供(304)可变阻抗；以及
基于沿所述探头引脚中的至少一个探头引脚传播的信号来提供(306)所述探测信号。
24.如权利要求14所述的方法300，还包括：
基于沿所述电路的所述传输线传播的信号的操作频率来提供控制信号，从而使得所述RF探头(100)以沿所述电路的所述传输线传播的信号的所述操作频率在所述探头引脚的所述第一端处提供高阻抗。
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