Keysight InfiniiMax

Agilent InfiniiMax プローブの拡張
Application Note 1601
はじめに
このアプリケーション・ノートでは、
Agilent InfiniiMax プローブのプロー
ブ・アンプとヘッド間での電圧、温度、
長さの動作レンジの拡張方法を紹介し
ます。
低温／高温での動作
性能を広い動作温度範囲に対して検証
したり、高温／低温での不具合の原因
を特定するために、オシロスコープを
恒温室内でモニタすることが必要な場
合があります。Agilent InfiniiMax プ
ローブ・アンプ（1130 シリーズ、1160
シリーズ）の動作温度は 5 ℃～ 40 ℃
ですが、プローブ・ヘッドはより広い
温度範囲で動作させることができます
（表 1 を参照）
。
Agilent N5450A 延長ケー
ブル・セット
（図 1）
を使用すると、
プロー
ブ・ヘッドとプローブ・アンプ間の距
離を延長することができます。これに
より、プローブ・アンプは恒温室外に
置いたまま、プローブ・ヘッドを恒温
室内で動作させることができます。
図 1　プローブ・ヘッドとプローブ・アンプに接続された延長ケーブル
ただし、広い温度範囲に対してプロー
ブ・ヘッドを恒温室で使用すると、プ
ローブ・ヘッドの寿命に影響を与えま
す。表 1 は、プローブ・ヘッドの予想
寿命を、2 列目の最大および最小動作
温度でのサイクル回数で示していま
す。注記：高温で長時間動作させると、
プローブ・ヘッドが変色する場合があ
ります。ケーブルの色や質感も変化す
ることがあります。これは、プローブ・
ヘッドやケーブルの性能の劣化を示し
ているわけではありません。
プローブ・ヘッド
動作温度範囲
寿命（サイクル回数）
N5381A 12 GHz
－ 55 ℃～＋ 150 ℃
＞ 250
E2677A/E2678A/
N5426A/N5451A
－ 25 ℃～＋ 80 ℃
＞ 1000
差動はんだ付けヘッド
表 I　プローブ・ヘッドの動作温度範囲
10.8 + db (voi_1169 ExtCbls_N5381)
10.8 + db(voi_1169_N5381)
どのケーブルも同様ですが、延長ケー
ブル（90 cm 長）による損失が生じ
ま す。 図 2 お よ び 図 3 は そ れ ぞ れ、
1169A 13 GHz InfiniiMax プローブと
N5381A はんだ付け用プローブ・ヘッ
ドを組み合わせた場合の周波数および
時間での応答を示しています。赤色は
延長ケーブル使用していない時、青色
は延長ケーブルを使用した時です。図
4 および図 5 はそれぞれ、1134A 8 GHz
InfiniiMax プローブと E2677A はんだ
付け用プローブ・ヘッドを組み合わせ
た場合の周波数および時間での応答を
示しています。同様に赤色は延長ケー
ブル使用していない時、青色は延長ケー
ブルを使用した時です。－ 3 dB 周波数
が著しく変化することはありませんが、
約 1 dB の帯域内損失が追加され、立上
がり時間に影響を与えています。延長
ケーブルを付けると、プローブの等価
入力雑音が約 40％増加します。
6
3
0
-3
赤：延長ケーブルなしの場合、BW＞12 GHz∼13 GHz
青：延長ケーブルありの場合、BW∼13 GHz
-6
-9
-12
1E8
1E9
1E10
2E10
周波数（Hz）
図 2　1169A と N5381A を組み合わせ、延長ケーブルを付けないとき（赤）と付けたとき（青）の
周波数応答
2
測定上の問題
電圧のダイナミック・レンジの拡張
1.4
3.55 + SR_F2
3.47 + SR_F1
1.2
1.0
0.8
赤：延長ケーブルなしの場合、tr1090=37ps、tr2080=26.6ps
青：延長ケーブルありの場合、tr1090=40.6ps、tr2080=26.6ps
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
5.4
5.6
5.8
6.0
6.2
6.4
6.6
6.8
7.0
時間（ns）
7.2
7.4
7.6
7.8
8.0
20 + db (voi_1134 ExtCbls_2677)
20 + db(voi_1134_2677)
図 3A　1169A と N5381A を組み合わせ、延長ケーブルを付けないとき（赤）と付けたとき（青）
のステップ応答
6
0
赤：延長ケーブルなしの場合、BW＞7 GHz∼8 GHz
青：延長ケーブルありの場合、BW∼7 GHz
-6
-9
-12
1E8
高品質アッテネータを使用すると、プ
ローブ・システムの帯域幅および立上
がり時間に影響を与えることはありま
せん。しかし、雑音と DC オフセット
の確度とのトレードオフが生じます。
プローブ・ヘッドの最大入力電圧は±
30 Vdc なので、このレンジ以上の信号
の測定には使用できません。したがっ
てプローブ・ヘッドとプローブ・アン
プ間に挿入されるアッテネータには、
20 dB が実用的な限界になります。減衰
比が大きくなると、プローブ・システ
ムの雑音性能と利得のみが劣化します。
3
-3
1130 シ リ ー ズ の ダ イ ナ ミ ッ ク・ レ ン
ジは 5 V p-p、1160 シリーズのダイナ
ミ ッ ク・ レ ン ジ は 3.3 V p-p で す。 よ
り大きな信号の測定が必要な場合は、
InfiniiMax プローブでは、同軸 RF アッ
テネータをプローブ・ヘッドとアンプ
との間に追加してダイナミック・レン
ジを広げることができます。アッテネー
タを使用するとプローブのオフセット・
レンジも増えます。
1E10
1E9
2E10
周波数（Hz）
図 3B　1134A と E2677A を組み合わせ、延長ケーブルを付けないとき（赤）と付けたとき（青）
の周波数応答
表 2 は、2 つの InfiniiMax プローブ・ア
ンプ・シリーズに 4 種類のアッテネー
タを追加した場合の、雑音（代表値）、
ダイナミック・レンジ、DC 減衰量、オ
フセット・レンジを示しています。
1.2
10.4 + SR_F2
10.4 + SR_F1
1.0
0.8
0.6
0.4
赤：延長ケーブルなしの場合、tr1090=52ps、tr2080=36ps
青：延長ケーブルありの場合、tr1090=57.5ps、tr2080=50.4ps
0.2
0.0
-0.2
5.4
5.6
5.8
6.0
6.2
6.4
6.6
6.8
7.0
時間（ns）
7.2
7.4
7.6
7.8
8.0
図 4　1134A と E2677A を組み合わせ、延長ケーブルを付けないとき（赤）と付けたとき（青）
のステップ応答
3
プローブ・
アンプ
追加した
アッテネータ
ダイナミック・
レンジ
オフセット・
レンジ
雑音（代表値）
プローブ・
システムの
公称 DC 減衰比
1130 シリーズ
None
5 V p-p
±12V
3 mV RMS
10:1
1130 シリーズ
6 dB
10 V p-p
±24V
7.8 mV RMS
20:1
1130 シリーズ
12 dB
20 V p-p
±48V*
16.7 mV RMS
40:1
1130 シリーズ
20 dB
50 V p-p
±120V*
41.7 mV RMS
100:1
1160 シリーズ
None
3.3 V p-p
±16V
2.2 mV RMS
3.45:1
1160 シリーズ
6 dB
6.6 V p-p
±32V*
6.3 mV RMS
6.9:1
1160 シリーズ
12 dB
13.2 V p-p
±64V*
13.2 mV RMS
13.8:1
1168A/69A シリーズ
20 dB
33.3 V p-p
±160V*
33.4 mV RMS
34.5:1
*: プローブ入力部での DC 電圧の使用可能レンジは ±30 Vdc に制限されます。
注記： 上記の数値は、N5380A のデュアル SMA プローブ・ヘッドには適用されません。N5380A の最大入力電圧の仕様は 2.28 Vrms なので、アッテ
ネータを追加した大きな信号の測定には適していません。
適切なプローブ減衰比の設定
Infiniium オ シ ロ ス コ ー プ の ソ フ ト
ウェアは、接続されているプローブを
検出しますが、デフォルト設定では追
加のアッテネータが考慮されていませ
ん。挿入したアッテネータに合わせて
測定値や設定値をオシロスコープに表
示するには、Channel Setup メニュー
に移動して、プローブが接続されてい
るチャネルを選択し、スケーリングを
調整します。
図 5　Channel Setup メニュー
4
Channel Setup メニューで、“probes”をクリックします。
図 6
Probe Setup メニュー
次の画面で、“Configure probing system”をクリックします。
図 7　Probe Setup メニュー
次に“User defined probe”を選択します。
5
図 8　Probe Setup メニュー
公称減衰比の値を前述の表から入力します。
プローブ・システムの校正
（オプション）
最高の確度を実現するには、校正済み
DC 出力をオシロスコープの Aux Out
から使用し、プローブとアッテネータ
を校正します。Utilities メニューに移
動して“Calibration”を選択します。
“Aux” の 下 の ド ロ ッ プ ダ ウ ン・ メ
ニューで“dc”を選択します。
プローブに何も接続しないで、
“Vavg”
自動測定を使用して、平均電圧を測定
します。次に Aux Out からの dc 出力
電圧を、プローブ校正フィクスチャ
E2655B を使用して測定します。2 つ
の測定値の差に基づいて、プロービン
グ・システムの適切な減衰比を計算し、
User-defined Probe Setup メニューに
入力します（図 8 を参照）。
6
アッテネータの購入方法
18GL アッテネータは、プローブ・ア
ンプ本体内のコネクタに完全に固定さ
れないようにデザインされています。
GPO ア ッ テ ネ ー タ は Aeroflex/Inmet
このために、アッテネータとプロー
社から購入できます。アッテネータ
ブ・アンプ間には、必ず GPO（オス）‐
の Web ページは、http://www.aeroflexinmet.com/PDFILES/18G-ATT.pdf です。 GPO（メス）アダプタを使用してくだ
さい。図 8 を参照してください。適切
なアダプタは Tensolite 社の P914-2CC
18G シリーズではなく、必ず 18GL シ
（パーツ番号）
です。
リーズを指定してください。18G シリー
ズは強力なデタント・メカニズムを備
えていて、取り外し用ではありません。
18GL シリーズは緩い保持力を備えて
いますが、プローブ・ヘッドを損傷す
ることなく外すことができます。
Aeroflex/Inmet 社 の パ ー ツ 番 号 は
18GL-XX で、XX は必要な減衰量（dB）
です。例えば、20 dB アッテネータの
パーツ番号は 18GL-20 です。
アッテネータ
GPO オス‐メス・
アダプタ
図 9　アッテネータおよびアダプタの組み立て
プローブ・アンプとプローブ・
ヘッド間の延長
プローブ・アンプとプローブ・ヘッド
間の距離を延ばした方が良い場合があ
ります。例えば、複数の大きなプラグ
イン・カードが搭載された高密度シス
テムではプローブ・アンプを入れるス
ペースが狭すぎたり、プローブ・ヘッド・
リードが短くてプロービング・ポイン
トに届かない場合などがあります。プ
ローブ・ヘッド延長ケーブル N5450A
は、このような場合に有用です。
7
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Published in Japan, May 18, 2009
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