如何進行VNA搭配探針臺的使用

如何進行VNA搭配探針臺的使用，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

今天跟大家分享一下探針的使用及搭配VNA的具體操作方式。

為什么要射頻探測？

由于器件小形化及高頻譜的應用，電路尺寸不斷縮小，類似微帶線及PCB版本Pad的測試沒有物理接口，使得儀表本身無法與待測物進行直接連接，如果人為的焊接射頻接口難免會引入不確定的誤差，所以射頻探針的使用完美的解決了這個問題。射頻探頭和校準基板允許工程師進行精確、重復的測量與校準。且任何受過一定訓練的工程師都可以進行探針臺的架設與儀表的校準，以分鐘為單位進行測量。

同樣一個Pad測試點，如果通過探針測量與通過焊接SMA接口引出測量線的方法進行測試對比會發現，探針的精度是高于焊接Cable的精度。

探針治具的實際應用

RF夾具的測試

RF模組的測試

RF天線的測試

探針基本特征

高帶寬：直流至20GHz

低插入損耗：20GHz時<3dB

堅固性：鈹銅尖端

探頭端校準：TCS 60校準基板

高重復性：無活動部件

（依不同的規格會有很多種，以上只是基本列出一般特性）

探針治具的校準

我們希望校準過程盡可能的把測試網絡中除DUT外所有的誤差項全部校準掉，當使用探針夾具的方式進行操作有兩種校準方法：

1-->一種方式是直接對著電纜的SMA端面進行校準，然后通過加載探針S2P文檔的方式進行補償; 

2-->第二種方法是直接通過探針搭配的校準板在探針的端面進行校準。

（下圖是要告訴大家如果直接在SMA端面進行校準之后不補償探針頭，而直接進行測量的話會帶來很大的誤差。）

通過一個標準的50歐姆微帶線來驗證校準在探針頭和校準在SMA端而不補償探針的差異。

一般簡易型的探針臺需要一個手臂用來固定線纜及探針，同時需要一個很平整的測試面，下圖中以簡單的測試桌替代，復雜的系統會引入氣墊桌和自動X、Y、Z軸調試系統。

控制手臂通常具備多方向可調節功能，因為待測產品放在測試桌上，由于桌面的不平整，只能通過調節手臂來微調探針的位置，以確保很好的接觸。

探針廠商一般都會提供探針的S2P文檔與校準片，校準片如下圖所示，上面有Open、Short、Load及不同負載的微帶線。

校準片的實際大小比較小，操作過程要特別小心不要劃傷微帶線。

打開安立的網分，以MS46322B為例，點擊【Calibration】-->【CalKit Option】-->【Load Kit/Charac.】加載S2P檔案，這個文檔探針治具廠商會提供，也可以直接跟他們要，這個檔案實際上就是探針的S參數。

加載好了之后【Calibration】-->【Manual Cal】-->【2-Port Cal】-->【Modify Cal Setup】-->【Edit Cal Params】

【Edit Cal Params】-->【Select TCS60_XXmm (M)】

如有必要也可以驗證一下TCS60_XXmm的參數

通過計算器功能輸入長度

輸入長度（5.8 ps）和介電常數（9.8）

將計算出來的直通長度輸入Length（mm）一欄

接下來開始正常校準，為了在校準過程中確認是否正常，可以用過【Response】-->S11

【Display】--> 【Trace Format】-->【Phase】 

【Marker】-->【Marker 1 (ON)】

通過打開Mark點來實時觀察校準過程中相位的變化

首先將探針頂入校準板的Short測量點上，可以發現相位是有180度的轉變，說明探針及校準板是正常接觸上了。

當探針頂入Open測試點時，相位是無變化的，如下圖所示：

接下來進行50歐姆Load的測量，通過波形的顯示可以確認探針是否與校準板很好的接觸，因為筆者在實際操作過程中發現，表面上接觸好或許并不代表實際接觸的很理想，所以通常會需要一個強光電源來照射一下，或者用放大鏡把局部放大，這樣觀察效果會更好。

最后進行直通的校準

我們知道校準完直通的狀態下S12和S21基本是趨近于0dB的。所以校準是正常的。

下圖是用的一個2.45GHz Low Pass Filter測試的結果。

探針的應用很廣泛，可以用到電源完整性測試，當然正確選擇探針和測試墊對減少電流環誤差很重要。還有器件封裝的測試等等。

同時不光是可以搭配網分，依使用情況的不同也搭配示波器進行信號完整性的測量，比如誤碼、眼圖。

對于儀表而言以矢網為例，需要注意的就是如果去補償或是加載探針的S參數文檔，這個就跟自定義校準件是一樣的，不同廠商的儀表操作方式略有不同。Keysight的網分上一期講過了，這里就不細說了，基本如下。

點擊【Import Cal Kit】來加載校準檔案。

或者手動輸入校準參數

校準完S21同樣趨近于0

如果是R&S的矢網，點擊【Cal】-->【Cal Devices】-->【Cal Kits】--> 【Import Cal Kit】來加載校準參數。

點擊【Cal】button -->【Start Cal】-->【Start (Manual)】來開始校準

關于如何進行VNA搭配探針臺的使用問題的解答就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。