如何进行VNA搭配探针台的使用

如何进行VNA搭配探针台的使用，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

今天跟大家分享一下探针的使用及搭配VNA的具体操作方式。

为什么要射频探测？

由于器件小形化及高频谱的应用，电路尺寸不断缩小，类似微带线及PCB版本Pad的测试没有物理接口，使得仪表本身无法与待测物进行直接连接，如果人为的焊接射频接口难免会引入不确定的误差，所以射频探针的使用完美的解决了这个问题。射频探头和校准基板允许工程师进行精确、重复的测量与校准。且任何受过一定训练的工程师都可以进行探针台的架设与仪表的校准，以分钟为单位进行测量。

同样一个Pad测试点，如果通过探针测量与通过焊接SMA接口引出测量线的方法进行测试对比会发现，探针的精度是高于焊接Cable的精度。

探针治具的实际应用

RF夹具的测试

RF模组的测试

RF天线的测试

探针基本特征

高带宽：直流至20GHz

低插入损耗：20GHz时<3dB

坚固性：铍铜尖端

探头端校准：TCS 60校准基板

高重复性：无活动部件

（依不同的规格会有很多种，以上只是基本列出一般特性）

探针治具的校准

我们希望校准过程尽可能的把测试网络中除DUT外所有的误差项全部校准掉，当使用探针夹具的方式进行操作有两种校准方法：

1-->一种方式是直接对着电缆的SMA端面进行校准，然后通过加载探针S2P文档的方式进行补偿; 

2-->第二种方法是直接通过探针搭配的校准板在探针的端面进行校准。

（下图是要告诉大家如果直接在SMA端面进行校准之后不补偿探针头，而直接进行测量的话会带来很大的误差。）

通过一个标准的50欧姆微带线来验证校准在探针头和校准在SMA端而不补偿探针的差异。

一般简易型的探针台需要一个手臂用来固定线缆及探针，同时需要一个很平整的测试面，下图中以简单的测试桌替代，复杂的系统会引入气垫桌和自动X、Y、Z轴调试系统。

控制手臂通常具备多方向可调节功能，因为待测产品放在测试桌上，由于桌面的不平整，只能通过调节手臂来微调探针的位置，以确保很好的接触。

探针厂商一般都会提供探针的S2P文档与校准片，校准片如下图所示，上面有Open、Short、Load及不同负载的微带线。

校准片的实际大小比较小，操作过程要特别小心不要划伤微带线。

打开安立的网分，以MS46322B为例，点击【Calibration】-->【CalKit Option】-->【Load Kit/Charac.】加载S2P档案，这个文档探针治具厂商会提供，也可以直接跟他们要，这个档案实际上就是探针的S参数。

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

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

如有必要也可以验证一下TCS60_XXmm的参数

通过计算器功能输入长度

输入长度（5.8 ps）和介电常数（9.8）

将计算出来的直通长度输入Length（mm）一栏

接下来开始正常校准，为了在校准过程中确认是否正常，可以用过【Response】-->S11

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

【Marker】-->【Marker 1 (ON)】

通过打开Mark点来实时观察校准过程中相位的变化

首先将探针顶入校准板的Short测量点上，可以发现相位是有180度的转变，说明探针及校准板是正常接触上了。

当探针顶入Open测试点时，相位是无变化的，如下图所示：

接下来进行50欧姆Load的测量，通过波形的显示可以确认探针是否与校准板很好的接触，因为笔者在实际操作过程中发现，表面上接触好或许并不代表实际接触的很理想，所以通常会需要一个强光电源来照射一下，或者用放大镜把局部放大，这样观察效果会更好。

最后进行直通的校准

我们知道校准完直通的状态下S12和S21基本是趋近于0dB的。所以校准是正常的。

下图是用的一个2.45GHz Low Pass Filter测试的结果。

探针的应用很广泛，可以用到电源完整性测试，当然正确选择探针和测试垫对减少电流环误差很重要。还有器件封装的测试等等。

同时不光是可以搭配网分，依使用情况的不同也搭配示波器进行信号完整性的测量，比如误码、眼图。

对于仪表而言以矢网为例，需要注意的就是如果去补偿或是加载探针的S参数文档，这个就跟自定义校准件是一样的，不同厂商的仪表操作方式略有不同。Keysight的网分上一期讲过了，这里就不细说了，基本如下。

点击【Import Cal Kit】来加载校准档案。

或者手动输入校准参数

校准完S21同样趋近于0

如果是R&S的矢网，点击【Cal】-->【Cal Devices】-->【Cal Kits】--> 【Import Cal Kit】来加载校准参数。

点击【Cal】button -->【Start Cal】-->【Start (Manual)】来开始校准

关于如何进行VNA搭配探针台的使用问题的解答就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，如果你还有很多疑惑没有解开，可以关注亿速云行业资讯频道了解更多相关知识。