射頻探針是一種用于與射頻電路或器件進行物理接觸,以實現信號傳輸和測量的精密裝置。它通常由探針頭、傳輸線和連接器等部分組成。探針頭是與被測對象直接接觸的部分,其形狀和尺寸經過精心設計,以確保良好的電氣接觸和信號干擾;傳輸線負責將探針頭采集到的射頻信號傳輸到測試儀器;連接器則用于將射頻探針與測試儀器或其他設備連接起來,實現信號的穩(wěn)定傳輸。
射頻探針的工作原理基于電磁場的相互作用。當探針頭與被測射頻電路或器件接觸時,會在接觸點處形成一個微小的電磁場耦合區(qū)域。在這個區(qū)域內,射頻信號的電場和磁場分量會與探針頭產生相互作用,從而在探針頭中感應出相應的電信號。這個電信號通過傳輸線傳輸到測試儀器后,經過放大、濾波、分析等處理,就可以得到被測射頻信號的各種參數,如頻率、幅度、相位等。
以在集成電路測試中的應用為例,探針頭會準確地接觸到集成電路上的射頻信號引腳,將引腳上的微弱射頻信號采集出來,并通過傳輸線傳輸到頻譜分析儀或網絡分析儀等測試設備中。測試設備對采集到的信號進行分析和處理,從而評估集成電路的射頻性能,如增益、帶寬、噪聲系數等。
射頻探針的分類:
(一)按接觸方式分類
彈性接觸式探針的探針頭通常采用彈性材料制成,如鈹銅、磷青銅等。在接觸被測對象時,彈性探針頭能夠產生一定的彈性變形,從而保證與被測表面的良好接觸,減少接觸電阻和信號反射。彈性接觸式具有接觸可靠、使用壽命長等優(yōu)點,廣泛應用于集成電路測試、印刷電路板測試等領域。
垂直接觸式的探針頭與被測表面垂直接觸,其結構簡單,制造精度高。這種探針適用于對接觸精度要求較高的測試場景,如高頻晶體振蕩器測試、微波集成電路測試等。垂直接觸式射頻探針能夠提供穩(wěn)定的電氣連接,減少信號損耗和干擾。
(二)按頻率范圍分類
低頻一般適用于頻率范圍在幾十千赫茲到幾百兆赫茲的射頻信號測試。這類探針的設計重點在于保證信號的低損耗傳輸和良好的電氣接觸,通常采用較大的探針頭尺寸和較粗的傳輸線,以降低電阻和電感對信號的影響。
高頻射頻探針用于測試頻率在幾百兆赫茲到幾十吉赫茲甚至更高頻段的射頻信號。隨著頻率的升高,信號的波長變短,對探針的設計和制造要求也更加嚴格。需要采用特殊的材料和結構,以減小信號的傳輸損耗、反射和串擾。