ชุดการสอบเทียบโพรบ: คู่มือโดยละเอียดจากการเตรียมการจนถึงการบำรุงรักษา

ชุดการสอบเทียบ Probe เป็นเครื่องมือสำคัญในการทดสอบอิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูง (เช่น RF, ไมโครเวฟ, คลื่นมิลลิเมตรและ Terahertz) . พวกเขากำจัดข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบที่แนะนำโดยโพรบทดสอบและการเชื่อมต่อ (3}} S-Parameters และการสูญเสียการแทรก . ด้านล่างเป็นคู่มือที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่การเตรียมการไปจนถึงการบำรุงรักษา .

1. การทำความเข้าใจบทบาทของชุดการสอบเทียบโพรบ

ชุดการสอบเทียบโพรบประกอบด้วยมาตรฐานที่มีความแม่นยำ-วิศวกรรม (e . g ., สั้น, เปิด, โหลด, ผ่าน, ไตร่ตรอง, ไตร่ตรองและมาตรฐานสายส่ง) ออกแบบมาเพื่ออธิบายลักษณะและข้อผิดพลาดที่ถูกต้องในระบบทดสอบที่ใช้โพรบ . ข้อผิดพลาดเหล่านี้รวมถึง:

 

ข้อผิดพลาดในการสะท้อน: เกิดจากความต้านทานต่อความต้านทานในโพรบสายเคเบิลหรือตัวเชื่อมต่อ .

ข้อผิดพลาดในการส่ง: การลดทอนหรือการเลื่อนเฟสในเส้นทางสัญญาณ .

ข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการติดต่อ: การติดต่อทางไฟฟ้าที่ไม่ดีระหว่างโพรบและ DUTS หรือมาตรฐานการสอบเทียบ .

 

โดยการวัดมาตรฐานที่รู้จักเหล่านี้ระบบทดสอบ (e . g ., เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์, VNAS) คำนวณแบบจำลองข้อผิดพลาดซึ่งใช้เพื่อแก้ไขการวัด DUT ที่ตามมา .}}

2. วางรากฐานสำหรับการสอบเทียบที่แม่นยำ

2.1 การควบคุมสภาพแวดล้อมการทดสอบ

อุณหภูมิและความชื้น: ดำเนินการสอบเทียบในสภาพแวดล้อมที่มั่นคง (โดยทั่วไป 23 องศา± 2 องศาด้วยความชื้นสัมพัทธ์ 45–55%) . ความผันผวนของอุณหภูมิทำให้เกิดการขยายตัวของวัสดุหรือการหดตัวการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของโพรบและมาตรฐาน .}

ความสะอาด: ทำงานในพื้นที่ปลอดฝุ่น . สารปนเปื้อน (ฝุ่นน้ำมัน, ฟลักซ์ตกค้าง) บนเคล็ดลับโพรบหรือมาตรฐานการสอบเทียบลดคุณภาพการสัมผัสไฟฟ้าและแนะนำเสียงรบกวนการวัด .}

2.2 อุปกรณ์ตรวจสอบ

โพรบ: ตรวจสอบความเสียหายทางกายภาพ (e . g ., เคล็ดลับงอ, หน้าสัมผัสที่สึกหรอ) หรือการปนเปื้อน . เคล็ดลับการทำความสะอาดเบา ๆ โดยใช้อากาศบีบอัด

สายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อ: ตรวจสอบสายโคแอกเซียลสำหรับ kinks หรือความเสียหาย; ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเชื่อมต่อสะอาดและได้รับการผสมพันธุ์อย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันการสูญเสียสัญญาณ .

ชุดการสอบเทียบ: ตรวจสอบว่ามาตรฐานไม่เสียหาย (e . g . ไม่มีรอยขีดข่วนบนพื้นผิวโหลดไม่มีหมุดงอในมาตรฐานผ่าน) .}

2.3 การตั้งค่าระบบ

พลังงานใน VNA และระบบทดสอบอย่างน้อย 30 นาทีก่อนการสอบเทียบเพื่อให้ส่วนประกอบสามารถเข้าถึงเสถียรภาพทางความร้อน .

เชื่อมต่อโพรบกับ VNA ผ่านสายเคเบิลเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อที่แน่น (แต่ไม่แน่นเกินไป) เพื่อป้องกันการรั่วไหลของสัญญาณ .}

3. การเลือกวิธีการสอบเทียบที่เหมาะสม

ชุดการสอบเทียบโพรบรองรับหลายวิธีที่เลือกตามช่วงความถี่ประเภทโพรบ (E . g ., GSG, SG) และเรขาคณิต DUT:

 

วิธี	มาตรฐานคีย์	ช่วงความถี่	แอพพลิเคชั่นในอุดมคติ
การแก้ปัญหา	สั้นเปิดโหลดผ่าน	DC - 18 GHz	โพรบโคแอกเซียล, โครงสร้างระนาบ (PCBs)
TRL	ผ่านการไตร่ตรองบรรทัด	10 GHz - 150 GHz	ความถี่สูงโครงสร้างที่ไม่ได้เป็น coaxial (e . g ., ท่อนำคลื่น, microstrips)
LRM	บรรทัดสะท้อนการจับคู่	1 GHz - 40 GHz	โพรบที่สมดุลโครงสร้างแบบอสมมาตร

4. ขั้นตอนการสอบเทียบโดยละเอียด

4.1 มาตรฐานการสอบเทียบ

รักษาความปลอดภัยพื้นผิวของชุดการสอบเทียบ (e . g ., อลูมินา, ควอตซ์) ไปยังโต๊ะทำงานที่เสถียรและจัดตำแหน่งให้เข้ากับโพรบตำแหน่ง .

4.2 โพรบการวางตำแหน่งอย่างถูกต้อง

ใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อจัดแนวเคล็ดลับโพรบกับแผ่นมาตรฐานการสอบเทียบ (e . g ., แผ่นสั้น, แผ่นเปิด) .

ใช้แสงความดันที่สม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าการสัมผัสทางไฟฟ้าที่ดีโดยไม่ต้องสร้างมาตรฐานหรือโพรบ . ความดันที่มีรูปร่างผิดปกติในขณะที่แรงดันไม่เพียงพอทำให้เกิดการเชื่อมต่อเป็นระยะ ๆ .}

4.3 การดำเนินการสอบเทียบผ่าน VNA

เรียกใช้ซอฟต์แวร์การสอบเทียบของ VNA และเลือกวิธีที่เลือก (e . g ., solt) .

ตามพรอมต์เพื่อวัดแต่ละมาตรฐานตามลำดับ:

สั้น: A สั้นที่สมบูรณ์แบบทางทฤษฎี (0 Ω) เพื่อแสดงลักษณะการสะท้อนที่ปลายโพรบ .}

เปิด: โครงสร้างที่มีอิมพีแดนซ์ที่ไม่มีที่สิ้นสุด (e . g . ช่องว่างอากาศ) เพื่อวัดฟิลด์ fringing .

โหลด: โหลด 50 Ωเพื่อปรับเทียบสำหรับการสูญเสียสัญญาณ .}

ผ่าน: การเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างคู่โพรบเพื่อปรับเทียบเส้นทางการส่งสัญญาณ .

VNA คำนวณคำผิดพลาด (e . g ., การติดตามการติดตาม, การติดตามการส่งการแยก) และจัดเก็บไว้สำหรับการแก้ไขแบบเรียลไทม์ .

5. ข้อผิดพลาดทั่วไปที่จะหลีกเลี่ยง

ละเลยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม: การปรับเทียบในสภาพแวดล้อมที่มีการระบายอากาศไม่ดีหรืออุณหภูมิสูงทำให้เกิดความร้อนดริฟท์ .

มาตรฐานหรือโพรบสกปรก: สารปนเปื้อนทำหน้าที่เป็นตัวต้านทาน/ตัวเก็บประจุของกาฝากการบิดเบือนผลลัพธ์ .

แรงดันหัววัดมากเกินไป: ความเสียหายเคล็ดลับโพรบและแผ่นมาตรฐานนำไปสู่ข้อผิดพลาดถาวร .

บทสรุป

การใช้ชุดการสอบเทียบโพรบที่เหมาะสมเป็นพื้นฐานของการทดสอบทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อถือได้ . โดยทำตามโปรโตคอลการเตรียมการที่เข้มงวดการเลือกวิธีการที่เหมาะสมการดำเนินการขั้นตอนการสอบเทียบที่แม่นยำและการบำรุงรักษามาตรฐานวิศวกรให้แน่ใจว่าการวัดอย่างแม่นยำ