CN104345184B - 一种多通道获取探头及具有多通道获取探头的测量仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道获取探头具有多通道获取探头的测量仪器，涉及电变量测试领域。该探头包括至少一个探测头，所述探测头包括接地端子和探测头外壳，探测头外壳的一个外侧面上设有一个装配柱，探测头外壳的另一个外侧面上与所述装配柱的位置相对应的位置设有一个与所述装配柱相适配的装配孔，所述装配柱和所述装配孔由导电材料构成，且与所述接地端子电连接。本发明的探头通过采用由导电材料构成的、且与接地端子电连接的装配柱和装配孔，解决了对单排针被测源或双排针被测源进行测量时，共地点离被测源距离较远、容易引入干扰，且不利于通道间隔离的技术问题，提高了探测头处的屏蔽效果，同时有利于探头的整体带宽。

Description

一种多通道获取探头及具有多通道获取探头的测量仪器

技术领域

本发明涉及电变量测试领域，具体涉及显示电变量或波形的装置的测量探针。

背景技术

多通道获取探头用于获取被测设备的多路信号，在较复杂的信号测量应用场合下具有显著优势。最典型的应用是作为逻辑分析仪或者具有逻辑分析功能的示波器等测量仪器的前端探头。为了保证采集信号的质量，多通道获取探头每个通道均会采用相互独立的同轴线缆来传输电信号。若干条在电性能上独立的同轴线缆组成一条带状或柱状的更粗更宽的线缆，该线缆的一端通过一个连接器连接测量仪器上的，用于将被测信号输入到测量仪器。该线缆的另一端则由被分散的独立的多根同轴线组成，每一根同轴线上具有独自的小信号探针或其它信号接入装置，作为被测信号的入口。

申请号为201210562819.8，发明名称为一种具有适配器的多通道信号获取探头的中国发明专利申请中记载了一种多通道信号获取探头100。参照图1（a），多通道信号获取探头100包括连接器1、带状线缆2、适配器接口盒3。带状缆线2一端通过连接器1连接测量仪器，另一端连接适配器接口盒3。适配器接口盒3可以插接一个排母信号采集适配器4，用来探测输出被测信号的双排插针。另一个适配器接口盒3上可以插接一个转接适配器5，转接适配器5上可以插接多条子探头6，用来探测被测信号。当不需要排母信号采集适配器4和转接适配器5时，带状缆线2也可以不连接适配器接口盒3，而直接分解成独立的多根同轴线，每根同轴线上连接一个子探头6。参照图1（b），子探头6包括探测头7、信号缆线8、插头9，探测头7包括插件端子10、接地端子11及探测头外壳12；探测头7经过包胶工艺被加工为手枪头形状，探测头7上还设有用包胶工艺制成的用于贴标签的凸起部13；探测头7通过信号缆线8连接到插头9，插头9具有插针14和插针15，信号缆线8具有屏蔽网以及位于屏蔽网内的中心信号导体，插针14通过中心信号导体电连接到插件端子10，插针15通过屏蔽网电连接到接地端子11，插针14与插针15能够与转接适配器5的双排插孔中的两个插孔相互插接。参照图1（c），多通道信号获取探头100还配置有接地扩展附件16，接地扩展附件16插入接地端子11中，使探测头7成为双孔探测头。参照图1（d）和图1（e），探测头7一侧设有至少两个装配柱17，另一侧设有至少两个装配孔18，相邻两个探测头7上的装配柱17与装配孔18的位置相对应，能够相互卡合。

利用多个独立的探测头7能够对分散的被测信号进行测量；通过探测头7上的装配柱17与装配孔18，能实现多个探测头7的级联，形成一个单排母结构，可以方便地对单排针被测源进行测量；如果将接地扩展附件16插入接地端子11中，可以使探测头7成为双孔探测头，通过探测头7上的装配柱17与装配孔18，能实现多个探测头7的级联，从而形成一个双排母结构，可以方便地对双排针被测源进行测量。

上述现有技术中，虽然通过探测头7上的装配柱17与装配孔18之间的连接，可以方便对单排针被测源或双排针被测源进行测量，但是，由于探测头7的接地端子11是通过信号缆线8的屏蔽网在适配器接口盒3中进行共地，所以当对单排针被测源或双排针被测源进行测量时，接地端子11的共地点离被测源的距离比较远，距离为信号缆线8的长度那么远，信号缆线8这么长的屏蔽网相当于一个悬浮的天线，会引入干扰；同时信号缆线8这么长的屏蔽网可以看做是一个电感和一个电容的串联，被测源的被测信号很容易在探测头7处通过电容耦合到屏蔽网上去，然后在适配器接口盒3中内部共地，这样不利于通道间的隔离，降低了探测头7处的屏蔽效果；而且由于电容的存在，会对探头的带宽带来不利的影响，比如会降低探头的带宽。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中探头在对单排针被测源或双排针被测源进行测量时，共地点较远的技术问题，提供一种多通道获取探头。

本发明提供的一种多通道获取探头，包括至少一个探测头，所述探测头包括接地端子和探测头外壳，所述探测头外壳的一个外侧面上设有一个装配柱，另一个外侧面上与所述装配柱的位置相对应的位置上设有一个与所述装配柱相适配的装配孔，所述装配柱和所述装配孔由导电材料构成，且与所述接地端子电连接。

本发明公开的多通道获取探头，装配柱和装配孔采用导电材料构成，且与接地端子电连接，使得对单排针被测源或双排针被测源进行测量时，共地点在探测头处，离被测源的距离很近，避免了通过屏蔽网共地引入的干扰；利于通道间的隔离，提高了探测头处的屏蔽效果；同时也利于提高探头的带宽。

作为一种举例，所述装配柱可以是圆柱形结构，所述装配孔可以是与所述装配柱相适配的圆孔形结构。

作为一种举例，所述探测头还可以包括PCB电路板；所述装配柱和所述装配孔为一个整体部件，固定安装在所述PCB电路板上；所述装配柱和所述装配孔通过连接PCB电路板上的接地端连接所述接地端子。

探测头包括PCB板时，所述装配柱和所述装配孔可以通过连接PCB电路板上的接地端连接所述接地端子，这样的连接方式更加方便。

作为一种举例，所述装配柱和所述装配孔可以具有相互连通的管状结构。

作为说明，在本举例说明中，由于，所述装配柱和所述装配孔具有相互连通的管状结构，因此，所述装配孔中不易存留灰尘，容易清洁，从而保证了一个探测头的装配柱插入另一个探测头的装配孔时，具有良好的可插入性、有利于减低两者之间的接触电阻。

作为一种举例，所述PCB电路板上可以设置有一个通孔，所述装配柱和所述装配孔可以穿过所述通孔与所述PCB电路板垂直、且固定连接。

作为说明，在本举例说明中，由于，所述装配柱和所述装配孔为一整体部件，且与所述PCB电路板固定连接，因此，不仅方便所述装配柱和所述装配孔的安装，不存在所述装配柱和所述装配孔需要相互对位安装问题，且所述装配柱和所述装配孔的压力承受能力大大加强，可以在多次重复使用中保持较好的稳定性，而不易产生松动现象。

本发明的又一目的在于解决现有技术中测量仪器的探头在对单排针被测源或双排针被测源进行测量时，共地点较远的技术问题，提供一种具有多通道获取探头的测量仪器。

本发明提供的一种具有多通道获取探头的测量仪器，包括多个探测头，每个所述探测头均包括接地端子和探测头外壳，所述探测头外壳的一个外侧面上设有一个装配柱，另一个外侧面上与所述装配柱的位置相对应的位置上设有一个与所述装配柱相适配的装配孔，所述装配柱和所述装配孔由导电材料构成，且与所述接地端子电连接。

本发明公开的具有多通道获取探头的测量仪器，该多通道获取探头的装配柱和装配孔采用导电材料构成，且与接地端子电连接，使得对单排针被测源或双排针被测源进行测量时，共地点在探测头处，离被测源的距离很近，避免了通过屏蔽网共地引入的干扰；利于通道间的隔离，提高了探测头处的屏蔽效果；同时也利于提高探头的带宽。

作为一种举例，所述装配柱可以是圆柱形结构，所述装配孔可以是与所述装配柱相适配的圆孔形结构。

作为一种举例，所述探测头还可以包括PCB电路板；所述装配柱和所述装配孔为一个整体部件，固定安装在所述PCB电路板上；所述装配柱和所述装配孔通过连接PCB电路板上的接地端连接所述接地端子。

探测头包括PCB板时，所述装配柱和所述装配孔可以通过连接PCB电路板上的接地端连接所述接地端子，这样的连接方式更加方便。

作为一种举例，所述装配柱和所述装配孔可以具有相互连通的管状结构。

作为说明，在本举例说明中，由于，所述装配柱和所述装配孔具有相互连通的管状结构，因此，所述装配孔中不易存留灰尘，容易清洁，从而保证了一个探测头的装配柱插入另一个探测头的装配孔时，具有良好的可插入性、有利于减低两者之间的接触电阻。

作为一种举例，所述PCB电路板上可以设置有一个通孔，所述装配柱和所述装配孔可以穿过所述通孔与所述PCB电路板垂直、且固定连接。

作为说明，在本举例说明中，由于，所述装配柱和所述装配孔为一整体部件，且与所述PCB电路板固定连接，因此，不仅方便所述装配柱和所述装配孔的安装，不存在所述装配柱和所述装配孔需要相互对位安装问题，且所述装配柱和所述装配孔的压力承受能力大大加强，可以在多次重复使用中保持较好的稳定性，而不易产生松动现象。

附图说明

图1（a）是现有技术多通道获取探头100的整体结构示意图

图1（b）是现有技术多通道获取探头100的子探头6的结构示意图

图1（c）是现有技术子探头6的接地扩展附件16的结构示意图

图1（d）是现有技术探测头7的装配柱17的结构示意图

图1（e）是现有技术探测头7的装配孔柱18的结构示意图

图2是本发明优选实施例多通道获取探头200的整体结构示意图

图3是本发明优选实施例子探头206的结构示意图

图4是本发明优选实施例探测头301在被包胶之前的结构示意图

图5是金属管402的结构示意图

图6是本发明优选实施例多个探测头301通过多个金属管402连接在一起的示意图

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例做进一步详细的说明。参照图2，本优选实施例中的多通道信号获取探头200包括连接器201、两条带状线缆202、两个适配器接口盒203、排母信号采集适配器204、转接适配器205和子探头206。两条带状缆线202一端与连接器201连接，另一端各分别连接一个适配器接口盒203，排母信号采集适配器204被插在一个适配器接口盒203上，转接适配器205被插在另一个适配器接口盒203上，多条子探头206被插在转接适配器205上。

作为举例说明，本实施例中的多通道获取探头200并不局限于图2中所示的结构，两条带状缆线202连接的适配接线盒203、也可以各自连接一个转接适配器205，两个转接适配器205上也可以各分别插接有多条子探头206。在不需要使用衰减电路对被测信号进行衰减时，子探头206也可以不经过转接适配器205，而直接插接在适配器接口盒203上。作为特例，带状缆线202的一端与连接器201连接，另一端也可以不连接适配器接口盒203，而直接分解成独立的多根同轴线，每根同轴线上各连接一个子探头206。

在本实施例中，参照图3，结合参照图2，子探头206包括探测头301、信号缆线302、插头303，探测头301包括插件端子304、接地端子305及探测头外壳306，探测头外壳306是由金属材质的屏蔽层和包胶外层组成，探测头301经过包胶工艺被加工为手枪头形状，探测头301上还设有用包胶工艺制成的用于贴标签的凸起部307；探测头301通过信号缆线302连接到插头303，插头303具有插针308和插针309，信号缆线302具有屏蔽网以及位于屏蔽网内的中心信号导体，插针308通过中心信号导体电连接到插件端子304，插针309通过屏蔽网电连接到接地端子305，插针308与插针309能够与转接适配器205的双排插孔中的两个插孔相互插接。

作为另外的举例，在本举例说明中，子探头206也可以不具有用于贴标签的凸起部307，用于贴标签的凸起部307只是在子探头206数量比较多的时候，起到贴上标签，方便区分的作用。

在本实施例中，参照图4，结合参照图3和图5，探测头301的探测头外壳306内包括一个包含衰减电路的PCB电路板310，在PCB电路板310上设置有金属通孔401，金属通孔401与PCB电路板310的接地端连接，用来构成本发明所述的装配柱和所述装配孔的金属管402穿过金属通孔401与PCB电路板310垂直设置、并通过焊接金属管402与金属通孔401，使金属管402与PCB电路板310固定连接。在本实施例中，金属管402具有较细一端501，其构成了探测头301的装配柱，金属管402具有较粗一端502，其构成了探测头301的装配孔。在本实施例中，由于，所述装配柱和所述装配孔为一整体部件，且与PCB电路板310固定连接，因此，不仅方便所述装配柱和所述装配孔的安装，不存在所述装配柱和所述装配孔需要相互对位安装问题，且所述装配柱和所述装配孔的压力承受能力大大加强，可以在多次重复使用中保持较好的稳定性，而不易产生松动现象。

作为另外的举例，如果金属管402较细一端501的外径的尺寸与金属通孔401的内径的尺寸使金属管402固定卡和在金属通孔401内，此时金属管402可穿过金属通孔401与PCB电路板310垂直固定卡接，而不必焊接。金属管402较细一端501的外径的标称尺寸与金属管402较粗一端502的内径的标称尺寸相等，金属管402较细一端501的外径取所述标称尺寸的负差尺寸，金属管402较粗一端502的内径取所述标称尺寸的正差尺寸，当需要对两个探测头301进行连接时，一个探测头301的金属管402的较细一端501与另一个探测头301的金属管402的较粗一端502相互插接连接。作为一种举例说明，金属管402较细一端501的长度等于探测头301的厚度与金属管402较粗一端502的长度之和，这样可以使多个探测头通过金属管402连接在一起时，结构更加紧密。

作为又一种举例说明，金属通孔401可以设置在PCB电路板310上任何可以与接地端子接触的位置上，例如在PCB板中部开孔，或在PCB板的一侧开半孔。为了对探测头301内的线路或电路进行电磁屏蔽，探测头外壳306包含由金属材质构成并接地的金属屏蔽层，为了使多个探测头301之间彼此绝缘，探测头301还包括通过整体包胶形成的包胶外层，在对探测头301进行整体包胶时，由于金属管402较细一端501构成了探测头301的装配柱，需要插入到临近探测头301的装配孔中，所以金属管402较细一端501需要高出包胶层表面一部分，而金属管402较粗一端502构成了探测头301的装配孔，为了使相互插接的两个探测头301保持结构紧凑，金属管402较粗一端502的端面与包胶层表面平行即可。

在本举例说明中，参照图5，金属管402较细一端501即装配柱和金属管402较粗一端502即装配孔具有相互连通的管状结构503。由于，金属管402较细一端501即装配柱和金属管402较粗一端502即装配孔具有相互连通的管状结构503，因此，金属管402较粗一端502即装配孔中不易存留灰尘，容易清洁，从而保证了一个探测头301的装配柱插入另一个探测头301的装配孔时，具有良好的可插入性、有利于减低两者之间的接触电阻。

作为另外的举例，在本举例说明中，当不需要在探测头301中加装衰减电路时，探测头301中可以没有PCB电路板310，此时，金属管402直接与接地端子305电连接即可。

在本实施例中，参照图6，当多个探测头301通过其金属管402连接在一起，形成一个可以对单排针被测源进行测量的单排母结构时，因为，每个探测头301的金属管402均接地，从而在金属管402处形成了一个探测头301的共地点。因为这个共地点距离被测源的距离很近，极大的减小了了通过线缆引入的干扰；利于通道间的隔离，提高了探测头301处的屏蔽效果；同时也利于探头整体带宽的提高。

在本实施例中，参照图4，探测头301的插件端子304和接地端子305设计成插孔结构，此时，多个探测头301通过其金属管402连接在一起，可以形成一个单排母结构，可以对单排针状的被测信号输出端子进行测量，当然，也可以利用其他结构的探测线或探测针，使探测头301的插件端子304和接地端子305连接分离设置的被测信号输出端子。。作为另外的举例，在本举例说明中，探测头301的插件端子304和接地端子305还可以设计成插针结构，此时，多个探测头301通过其金属管402连接在一起，形成一个单排针结构，可以对单排母状的被测信号输出端子进行测量。

作为另外的举例，结合参考图1（c），在本举例说明中，探测头301也配置一个接地扩展附件16，接地扩展附件插入接地端子305中，使探测头301成为双孔探测头。

作为另外的举例，参照图4，在本举例说明中，为了使多个探测头301相互连接的位置准确，探测头301上可以设置两个或多个金属管402，如果PCB电路板310上面积有限或者为了节约成本，可以在探测头301的包胶表面上利用包胶工艺形成可以相互卡合的凸起结构和凹陷结构，这些凸起结构和凹陷结构可以起到限位作用，从而使多个探测头301并行连接时，位置准确。。

作为另外的举例，参照图3，结合按照图4，本实施例所述的装配柱和所述装配孔也可以是两个独立的部件。当所述的装配柱和所述装配孔为两个独立的部件时，可以在探测头301的探测头外壳306的金属屏蔽层的一个外侧面上焊接一个金属装配柱，在探测头301的探测头外壳306的金属屏蔽层另一个外侧面上与所述金属装配柱的位置相对应的位置焊接一个与所述金属装配孔，所述金属装配孔的安装位置与所述金属装配柱的安装位置相对应，以便于多个探测头301通过所述的金属装配柱和金属装配孔实现相互的连接。在此结构下，所述金属装配柱和所述金属装配孔可以通过探测头301的探测头外壳306的金属屏蔽层接地、并连接探测头301的接地端子305。作为又一个举例说明，在本举例说明中，所述金属装配柱和所述金属装配孔也可以不与探测头301的探测头外壳306的金属屏蔽层焊接连接，而选择直接与所述接地端子305电连接。作为一个举例说明，在探测头301中具有PCB板时，所述金属装配柱和所述金属装配孔也可以通过连接PCB电路板上的接地端连接所述接地端子305。作为又一个举例说明，在探测头301中不需要使用衰减电路或其他类型的信号输入适配电路时，本举例说明中的探测头301内部也可以不包括PCB电路板310。

在本举例说明中，所述金属装配柱是圆柱形结构，所述金属装配孔是圆孔形结构。在本举例说明中，探测头外壳306的金属屏蔽层、装配柱及装配孔均采用铜质材料构成。

作为另外的举例，探测头外壳306的金属屏蔽层、所述装配柱及所述装配孔也可以采用其他导电材料构成。

作为另外的举例，所述装配柱及所述装配孔的形状并不局限于圆柱形结构和圆孔形结构，也可以采用其他结构。例如：所述装配柱可以采用其它如半圆柱形结构，所述装配孔可以是与所述装配柱相适配的半圆孔形结构。所述装配柱和所述装配孔可以采用能使二者紧密卡合的任意结构。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上优选实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多通道获取探头，包括至少一个探测头，所述探测头包括接地端子和探测头外壳，其特征在于，所述探测头外壳的一个外侧面上设有一个装配柱，另一个外侧面上与所述装配柱的位置相对应的位置上设有一个与所述装配柱相适配的装配孔，所述装配柱和所述装配孔由导电材料构成，且与所述接地端子电连接。

2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述装配柱具有圆柱形结构，所述装配孔具有与所述装配柱相适配的圆孔形结构。

3.根据权利要求1或2所述的探头，其特征在于，所述探测头还包括PCB电路板；所述装配柱和所述装配孔为一个整体部件，且穿过所述PCB电路板上的金属通孔固定安装在所述PCB电路板上；所述装配柱和所述装配孔通过连接PCB电路板上的接地端连接所述接地端子。

4.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述装配柱和所述装配孔具有相互连通的管状结构。

5.根据权利要求4所述的探头，其特征在于，所述PCB电路板上设置有一个通孔，所述装配柱和所述装配孔穿过所述通孔与所述PCB电路板垂直、且固定连接。

6.一种具有多通道获取探头的测量仪器，包括多个探测头，每个所述探测头均包括接地端子和探测头外壳，其特征在于，所述探测头外壳的一个外侧面上设有一个装配柱，另一个外侧面上与所述装配柱的位置相对应的位置上设有一个与所述装配柱相适配的装配孔，所述装配柱和所述装配孔由导电材料构成，且与所述接地端子电连接。

7.根据权利要求6所述的测量仪器，其特征在于，所述装配柱具有圆柱形结构，所述装配孔具有与所述装配柱相适配的圆孔形结构。

8.根据权利要求6或7所述的测量仪器，其特征在于，所述探测头还包括PCB电路板；所述装配柱和所述装配孔为一个整体部件，且穿过所述PCB电路板上的金属通孔固定安装在所述PCB电路板上；所述装配柱和所述装配孔通过连接PCB电路板上的接地端连接所述接地端子。

9.根据权利要求8所述的测量仪器，其特征在于，所述装配柱和所述装配孔具有相互连通的管状结构。

10.根据权利要求9所述的测量仪器，其特征在于，在所述PCB电路板上设置有一个通孔，所述装配柱和所述装配孔穿过所述通孔与所述PCB电路板垂直、且固定连接。