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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Testen von
Attributen eines elektrischen Signals und spezieller auf Testsonden,
die zum Testen von Attributen eines elektrischen Signals verwendet
werden.
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Der
Entwurf und die Herstellung eines elektrischen Schaltungsaufbaus
setzt ein Testen verschiedener Attribute eines Signals voraus, das
durch den Schaltungsaufbau getragen wird. Diese Signalattribute
umfassen Parameter, wie z. B. eine Bitfehlerrate, eine Taktschwankung,
ein Jitter etc., sowie andere bekannte Parameter, die einem elektrischen Schaltungsaufbau
zugeordnet sind. Das Testen dieser Signalattribute ist sowohl bei
einer herkömmlichen
Signalisierung als auch bei einer Differenzsignalisierung von Bedeutung.
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Die
Differenzsignalisierung unterscheidet sich von der herkömmlichen
Signalisierung dahingehend, daß ein
Differenzsignal die Differenz bei Signalwerten zwischen zwei Entitäten ist.
Eine LVDS (LVDS = Low Voltage Differential Signaling = Niederspannungs-Differenzsignalisierung)
ist nur eine Implementierung der Differenzsignalisierung und weist einen
Datenschnittstellenstandard auf, der für eine Hochgeschwindigkeitsübertragung
von Binärdaten über Kupferdrähte und/oder
Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsplatine verwendet wird.
Die Niederspannungs-Differenzsignalisierung umfaßt die Verwendung eines Zweidrahtsystems
für eine
Datenübertragung
bei niedriger Leistung, niedrigem Rauschen und niedriger Amplitude.
Die Niederspannungs-Differenzsignalisierung
wird typischerweise in einer Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle physikalischer Schichten,
wie z. B. Komponente-Zu-Komponenten-Verbindungen über Leiterbahnen
einer gedruckten Schaltungsplatine angewendet. Andere Beispiele einer
Differenzsignalisierung umfassen eine HVDS (HVDS = High Voltage
Differential Signaling = Hochspan nungs-Differenzsignalisierung).
Die Differenzsignalisierung scheint für ein Beschleunigen der Datenübertragung
vielversprechend. Bei der Differenzsignalisierung muß jedoch
noch mehr auf enge Toleranzen bei der Impedanz von Übertragungsleitungen einer
Differenzsignalisierungs-Schnittstelle, wie z. B. Leiterbahnen einer
gedruckten Schaltungsplatine, die ein Differenzpaar von Übertragungsleitungen
bilden, geachtet werden.
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Ob
Forscher eine herkömmliche
Signalisierung oder eine Differenzsignalisierung testen, würde sich
der Entwurf und die Herstellung von Schnittstellen einer physikalischen
Schicht und leitfähigen
Elementen in einem elektrischen Schaltungsaufbau-Layout mit einem
exakteren Signaltesten dementsprechend verbessern.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und
ein Verfahren für
ein exakteres Signaltesten zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Testsonde mit variabler Impedanz gemäß den Ansprüchen 1,
9 oder 11 und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 14 oder
17 gelöst.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Testsonde mit variabler
Impedanz vor, die einen ersten Signalleiter, einen ersten Massereferenzleiter und
ein erstes dielektrisches Element aufweist, das zwischen dem ersten
Signalleiter und dem ersten Massereferenzleiter angeordnet ist.
Das dielektrische Element ist konfiguriert, um eine Impedanz des ersten
Signalleiters relativ zum Massereferenzleiter zu variieren.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein Diagramm eines Testsondensystems
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine perspektivische Ansicht
einer Testsonde gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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3 eine Schnittansicht von 2, die entlang der Linien
3-3 erstellt wurde,
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4 eine perspektivische Ansicht
einer Testsonde gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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5 eine Schnittansicht von 4, die entlang der Linien
5-5 erstellt wurde,
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6 eine perspektivische Ansicht
einer Testsonde gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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7 eine Schnittansicht von 6, die entlang der Linien
7-7 erstellt wurde,
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8 eine perspektivische Ansicht
einer Testsonde gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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9 eine Schnittansicht von 8, die entlang der Linien
9-9 erstellt wurde.
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In
der nachstehenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird auf die
beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil derselben bilden, und
in denen mittels einer Darstellung spezifischer Ausführungsbeispiele
gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Es
wird darauf hingewiesen, daß andere
Ausführungsbeispiele
verwendet und strukturelle oder logi sche Veränderungen vorgenommen werden
können,
ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die
nachstehende ausführliche
Beschreibung ist daher nicht als Einschränkung zu verstehen, und der
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer Testsonde der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein
Verbessern der Genauigkeit des Testens von Signalattributen eines
elektrischen Schaltungsaufbaus und ermöglicht ein selektives Variieren
einer Impedanz der Testsonde, um mit einer Impedanz eines leitfähigen Zielelements übereinzustimmen.
Ein Ausführungsbeispiel
einer Testsonde der vorliegenden Erfindung ist in einer einzelendigen
Anordnung für
ein herkömmliches
Signaltesten implementiert und in einer Differenzanordnung für ein Differenzsignaltesten
implementiert.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer einzelendigen Anordnung der Testsonde umfaßt einen einzelnen Testsignalleiter
und eine Massereferenz, wobei ein variables dielektrisches Element
zwischen dem Signalleiter und der Massereferenz zum Variieren einer Impedanz
der einzelendigen Testsonde angeordnet ist. Ein Ausführungsbeispiel
einer Differenzanordnung der Testsonde umfaßt zwei Testsignalleiter, die jeweils
von ihrem eigenen Massereferenzleiter beabstandet sind. Bei einem
Ausführungsbeispiel
ist ein variables dielektrisches Element zwischen den Testsignalleitern
und zwischen jedem Signalleiter und seinem Massereferenzleiter angeordnet.
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Beispielhafte
Implementierungen eines variablen dielektrische Elements von diesen
Testsonden umfassen eine aufpumpbare Dielektrisches-Fluid-Kammer,
die ein selektives Variieren einer Beabstandung zwischen den jeweiligen
Signalleitern und Massereferenzleitern ermöglicht, um dadurch eine Impedanz
zwischen diesen jeweiligen Leitern selektiv zu variieren. Durch
diese selektive Einstellung der individuellen Impedanz zwischen
den jeweiligen Signalleitern und Massereferenzleitern wird die Gesamtimpedanz
der Testsonde auf einen gewünschten
Pegel eingestellt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Impedanz
der Testsonde eingestellt, um im wesentlichen mit der Impedanz von
leitfähigen
Zielelementen übereinzustimmen,
obwohl die Impedanz der Testsonde optional auf eine beliebige Impedanz
einstellbar ist, die für
den Zweck des Signaltestens als geeignet. erachtet wird.
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Wie
in 1 gezeigt ist, wird
ein Ausführungsbeispiel
eines Testsondensystems 10 einer variablen Impedanz der
vorliegenden Erfindung zum Testen von Integritätsattributen eines Differenzsignals
von einzelnen Signalen, die auf einzelnen leitfähigen Elementen getragen werden,
und/oder Differenzsignalen, die auf Differenzsignalelementen auf einer
Schnittstelle 12 einer physikalischen Schicht, wie z. B.
einer gedruckten Schaltungsplatine 13, getragen werden,
verwendet. Das Sondensystem 10 umfaßt einen Sondenkörper 20,
eine Sondenüberwachungseinrichtung 22,
ein Fluidreservoir 24, eine Fluidpumpe 26 und
Testleitungen 28, 30, die sich vom Sondenkörper 20 erstrecken.
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Die
Testleitungen 28, 30 sind vorgesehen, um ein Testsignal
von einem Sondensystem 10 auf ein leitfähiges Zielelement, wie z. B.
die Elemente 56, anzulegen. Die Testleitungen 28 und 30 sind
beide beim Testen einer Differenzsignalisierung vorgesehen. Jedoch
wird nur eine der Testleitungen 28, 30 beim Testen
einer herkömmlichen
Signalisierung eines einzelnen leitfähigen Zielelements verwendet, wie
nachstehend in Verbindung mit 6–9 ausführlicher beschrieben wird.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
sind das Reservoir 24 und der Sondenkörper 20 zumindest
teilweise mit dem dielektrischen Fluid 31 befüllt. Die
Fluidleitung 27 verbindet das Fluidreservoir 24 und
die Fluidpumpe 26 mit dem Sondenkörper 20, während die
elektrischen Leitungen 23, 25 eine elektrische Kommunikation
zwischen der Sondenüberwachungseinrich tung 22 und
dem Sondenkörper 20 einrichten.
Die Fluidpumpe 26 ist ebenfalls in elektrischer Kommunikation
mit einer Sondenüberwachungseinrichtung 22 über eine
elektrische Verknüpfung
49, um der Fluidvolumensteuerung 44 der Sondenüberwachungseinrichtung 22 zu
ermöglichen, den
Betrieb der Fluidpumpe 26 zu regulieren.
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Die
Sondenüberwachungseinrichtung 22 umfaßt eine
Anzeige 40, Multisteuerungen 42 und eine Fluidvolumensteuerung 44 mit
einer Kammersteuerung 46 und einer Volumeneinstelleinrichtung 48.
Die Fluidpumpe 26 steuert in Kooperation mit der Fluidvolumensteuerung 44 der
Sondenüberwachungseinrichtung 22 das
Volumen des dielektrischen Fluids innerhalb des Sondenkörpers 22 zum Steuern
der Differenzimpedanz des Sondensystems 10 zwischen den
Testleitungen 28, 30. Die Struktur des Sondenkörpers 20 und
die Verwendung des dielektrischen Fluids 31 im Sondenkörper 20 wird
in Verbindung mit 2 und 3 ausführlicher beschrieben. Dementsprechend
drückt
die Fluidpumpe 26 unter Verwendung der Volumeneinstelleinrichtung 48 zusätzliches
Fluid vom Fluidreservoir 24 in den Sondenkörper 20 oder
zieht Fluid vom Sondenkörper 20 zur
Speicherung in das Fluidreservoir 24, um das Volumen des
dielektrischen Fluids jeweils in den Kammern 70, 72 und 74 zu
erhöhen.
Die Kammersteuerung 46 ermöglicht ein Leiten einer Steuerung
eines Fluidvolumens in spezifischen Kammern (z. B. Kammer 1,
Kammer 2, Kammer 3) des Sondenkörpers 20 über einen
Verteiler, der zwischen der Pumpe 26 und dem Sondenkörper 20 angeordnet
ist, wie in Verbindung mit 2 und 3 ausführlicher dargestellt ist.
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Die
Multisteuerungen 42 ermöglichen
die Steuerung des Messens und des Anwendens der Spannungen, des
Stroms und der Impedanz durch die Testleitungen 28, 30.
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Die
Schnittstelle 12 einer physikalischen Schicht (wie z. B.
die gedruckte Schaltungsplatine 13) umfaßt eine
DS-Schnittstelle 50 (DS
= Differenz Signaling = Differenzsignalisierung), die ein erstes
logisches Element 52, ein zweites logisches Element 54 und Übertragungsleitungen 56 umfaßt, die
das erste logische Element 52 und das zweite logische Element 54 verbinden.
Die Übertragungsleitungen 56 sind
vorzugsweise Kupferdrähte
und/oder Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsplatine und liefern lediglich
ein Beispiel eines leitfähigen
Zielelements, auf das ein Testsignal durch das Sondensystem 10 durch
die Testleitungen 28, 30 angelegt werden kann. Bei
dem von der LVDS-Schnittstelle 50 gezeigten Beispiel
weist das erste logische Element 52 einen LVDS-Treiber
auf, der ein TTL/CMOS-Signal
in ein Niederspannungs-Differenzsignal umwandelt, das mit einer
hohen Geschwindigkeit über
die Übertragungsleitungen 56 zu
einem zweiten logischen Element 54 wandert, wie z. B. einem
LVDS-Empfänger, der
dann das Differenzsignal wieder in ein TTL/CMOS-Signal übersetzt.
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Die
Knoten 58 stellen exemplarische Positionen entlang der
leitfähigen
Zielelemente 56 der Schnittstelle 12 einer physikalischen
Schicht dar, bei der die Testleitungen 28, 30 des
Sondensystems 10 aufgebracht werden können, wie z. B. die Eingaben des
ersten logischen Elements 54. Außerdem ist die Verwendung des
Sondensystems 10 nicht nur auf die Verwendung mit einer
gedruckten Schaltungsplatine beschränkt, sondern erstreckt sich
auf andere Differenzsignalisierungs-Komponente-Zu-Komponenteanordnungen
und Schaltungsaufbauanordnungen einer herkömmlichen Signalisierung (wie
in Verbindung mit 6–9 beschrieben wurde).
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2 ist eine perspektivische
Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Sondenkörpers 20 des Sondensystems 10.
Wie in 2 gezeigt ist,
weist der Sondenkörper 20 einen
Verteiler 60, eine leitfähige Maschenhülse 62 und
eine äußere Isolatorabdeckung 64 auf.
Der Sondenkörper 20 weist
auch eine erste, zweite und dritte aufpumpbare Kammer 70, 72 bzw. 74 auf.
Zunächst
werden die Signalleiter 80 und 82 auf gegenüberliegenden
Seiten der ersten aufpumpbaren Kammer 70 angeordnet, die
zwischen den Leitern 80 und 82 sandwichartig angeordnet
ist. Die Leiter 90 und 92 sind auf einer äußeren Oberfläche der
zweiten Kammer 72 und der dritten Kammer 74 angeordnet.
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Die
Leiter 80 und 82 sind elektrisch leitfähige Signalelemente,
und die Leiter 90 und 92 sind elektrisch leitfähige Platten
mit Leitern 90 und 92, die vorgesehen sind, um
als eine Massereferenz für
den Sondenkörper 20 zu
dienen, während
die Leiter 80 und 82 vorgesehen sind, um ein erstes
bzw. zweites Testsignal an die und von den Testleitungen 28, 30 zu tragen.
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Der
Verteiler 60 richtet zusammen mit der Fluidleitung 27 eine
Fluidkommunikation zwischen der Pumpe 26 und dem Sondenkörper 20 ein
und wird nachstehend in Verbindung mit 3 ausführlicher beschrieben. Die leitfähige Maschenhülse 62 ist vorzugsweise
ein erweiterbares, allgemein zylindrisch geformtes, leitfähiges Maschennetz
zur Eingriffnahme mit einem Sondenkörper 20 mit einem
kompakten erweiterbaren Paßsitz.
Die Maschenhülse 62 ist
vorzugsweise mit einer Massereferenz verbunden und dient zum Schutz
des Sondenkörpers 20 vor
einer Interferenz. Die Isolierabdeckung 64 ist optional sowohl
als eine elektrische als auch mechanische Schutzabdeckung vorgesehen.
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3 ist eine Schnittansicht
von 2 und stellt eine
innere Struktur von einem Ausführungsbeispiel
des Sondenkörpers 20,
der den Verteiler 60 umfaßt, dar. Jede Kammer 70, 72 und 74 ist
mit einem dielektrischen Fluid 31 befüllt und umfaßt optional eine
Mehrzahl von Ablenkblechen 152 zum Regulieren einer Fluidverteilung
durch jede Kammer. Die Kammern 70, 72, 74 sind
vorzugsweise aus einer aufpumpbaren Blase gebildet und weisen ein
elastisches oder viscoelastisches Material auf, das sich ansprechend
auf einen jeweiligen Anstieg und eine Abnahme des Volumens des dielektrischen
Fluids 31 in der Blase ausdehnt und zusammenzieht. Die
Ablenkbleche 152 erstrecken sich durch jede der Kammern 70, 72, 74 zum
Sicherstellen eines ordnungsgemäßen Flusses und
einer ordnungsgemäßen Verteilung
des dielektrischen Fluids 31 in den Kammern 70, 72, 74.
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Der
Verteiler 60 weist einen Fluiddurchgang 100, einen
ersten Port 102, einen zweiten Port 104, einen
dritten Port 106 und Ventile 110 auf. Die Fluidleitung 27 ist
in Fluidkommunikation mit den Kammern 70, 72, 74 über die
Ports 102–106 und
den Fluiddurchlaß 100.
Die Ventile 110 werden durch eine Fluidvolumensteuerung 44 der
Sondenüberwachungseinrichtung 22 über elektrische
Leitungen 23 elektrisch gesteuert und weisen eine Öffnung einer variablen
Größe sowie
vollständig
offene und geschlossene Positionen zum Regulieren eines Fluidflusses
durch den ersten Port 102, den zweiten Port 104,
und den dritten Port 106 in die jeweiligen Kammern 70, 72 und 74 auf.
Dementsprechend ist der Verteiler 60 in Kooperation mit
der Pumpe konfiguriert, um einen Fluß eines dielektrischen Fluids
in und aus einer oder mehreren der Kammern 70, 72 und 74 selektiv
zu ermöglichen.
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3 zeigt auch eine Entfernungsmessung D,
die die Entfernung zwischen den Testsignalleitern 80 und 82 darstellt,
und eine Entfernungsmessung H, die die Entfernung zwischen dem ersten
Testsignalleiter 80 und einem Massereferenzleiter 92 und
die Entfernung zwischen dem zweiten Testsignalleiter 82 und
dem Massereferenzleiter 90 darstellt. Ein erstes Testsignal,
das auf dem ersten Testsignalleiter 80 getragen wird, wird
durch die Bezeichnung S1 entlang dem Leiter 80 dargestellt,
während
das zweite Testsignal, das auf dem zweiten Testsignalleiter 82 getragen
wird, durch die Bezeichnung S2 entlang dem Leiter 82 dargestellt
wird. Das erste Testsignal S1 erstreckt sich von der Sondenüberwachungseinrichtung 22 durch
den Sondenkörper
zur Testleitung 28, während
das zweite Testsignal S2 sich von der Sondenüberwachungseinrichtung 22 durch
den Sondenkörper 20 zur
Testleitung 30 erstreckt. Die Massereferenzleiter 90 und 92 sind
mit einer Massereferenz, die durch die benach barten Leiter 90, 92 mit
der Bezeichnung GND1 und GND2 dargestellt ist, elektrisch verbunden.
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Die
Leiter 80, 82, 90 und 92 sind
vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das Eigenschaften aufweist,
die ein Erreichen des Impedanzbereichs der leitfähigen Zielelemente 56 (z.
B. Übertragungsleitungen)
der Schnittstelle 12 einer physikalischen Schicht, die
getestet werden soll, ermöglichen.
Die Leiter 80, 82, 90 und 92 sind
z. B. vorzugsweise aus Kupfer gefertigt, obwohl sie jeweils aus
einem anderen leitfähigen
Material gefertigt sein können,
wie z. B. einer Legierung, die im wesentlichen mit den Legierungen
identisch ist, die zum Erstellen der Bahnen (z.B. Übertragungsleitungen)
auf einer gedruckten Schaltungsplatine 13 verwendet werden.
Das dielektrische Fluid 150 ist ein nicht entflammbares
dielektrisches Fluid, wie z. B. Flutec, das bekannte Impedanzcharakteristika
und dielektrische Charakteristika aufweist. Das dielektrische Fluid
Flutec ist von der Firma F2 Chemicals Ltd (eine Tochtergesellschaft der
Asahi Glass Company Ltd, Mitsubishi Corporation and Miteni SpA)
in Großbritannien
erhältlich.
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Der
Sondenkörper 20 wird
durch Befestigen der Leiter 80 und 82 auf den
gegenüberliegenden Seiten
der Kammer 70 mit einem nicht leitfähigen Haftmittel konstruiert.
Diese Anordnung wird dann in einen Zwischenraum zwischen den Kammern 72 und 74 mit
den Leitern 90, 92, die an einer äußeren freigelegten
Oberfläche
der Kammern 72 und 74 haftend angelegt werden,
eingeführt.
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Die
Impedanz des Sondenkörpers 20 basiert auf
einer Vielfalt an Faktoren – einer
Separationsentfernung zwischen den zwei Signalleitern 80 und 82, einer
Separationsentfernung zwischen den zwei Signalleitern und den Massereferenzebenen 90 und 92, einer
Breite der Signalleiter 80 und 82, einer Dicke der
Signalleiter 80 und 82, dem Material, das für die Signalleiter
und das verwendete dielektrische Fluid 31 verwendet wird.
Eine ausführlichere
Beschreibung der Fakto ren, die die Impedanz beeinflussen, ist in
High-Speed Digital System Design von Hall, Hall und McCall (ISBN
0-471-36090-2) vorgesehen. Zusätzlich
beeinflußt
die geometrische räumliche
Beziehung zwischen den Signalleitern 80 und 82 ebenfalls
die Impedanz der Sonde 20, wie z. B. ob ein Körper von
Leitern 80, 82 allgemein einander zugewandt sind,
wie in 2–3, (d. h. die Signalleiter 80, 82 sind breitseitig
gekoppelt) oder ob eine Kante von Signalleitern allgemein einander
zugewandt sind, wie nachstehend in Verbindung mit 4–5 beschrieben wird (d. h.
die Signalleiter 160 und 162 sind kantengekoppelt).
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Unter
Verwendung all dieser Impedanzparameter wird die Impedanz der Sonde 20 durch
die Sondenüberwachungseinrichtung 22 berechnet
und über
Multisteuerungen 42 und die Anzeige 40 der Sondenüberwachungseinrichtung 22 während der Einstellung
der Impedanz der Sonde 20 und während des Testens von leitfähigen Zielelementen überwacht.
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Dementsprechend
kann ein Operator durch Variieren des Volumens des dielektrischen
Fluids 31 in den Kammern 72 und 74 (über die
Pumpe 26 und die Sondenüberwachungseinrichtung 22)
die Entfernungen H variieren, wodurch die Impedanz der Signalleiter 80 und 82 relativ
zu einer Massereferenz an den Leitern 90 und 92 selektiv
modifiziert wird. Zusätzlich
kann ein Operator durch Variieren des Volumens des Fluids 31 in
der Kammer 70 eine Distanz D variieren, wodurch ein weiteres
Verfahren zum Modifizieren der Differenzimpedanz für die Signalleiter 80, 82 geschaffen
wird.
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Während der
Verwendung, wie in 1 gezeigt
ist, werden die Testleitungen 28 und 30 des Sondensystems 10 bei
einem Differenzpaar von DS-Knoten 58 plaziert, wie z. B.
dem Ende eines Paars von leitfähigen
Zielelementen 56, wie z. B. die LVDS-Übertragungsleitungen zum Testen
von unterschiedlichen Signalintegritätsattributen des Differenzpaars
von leitfähigen
Zielelementen 56. Vor, während oder nach dieser Messung
stellt der Operator den Raum zwischen den Testsig nalleitern 80 und 82 und/oder
den Raum zwischen jedem Testsignalleiter 80, 82 und
seinem jeweiligen Masseleiter 90, 92 ein, um eine
Zielimpedanz des Sondensystems 10 (und zwischen den Leitungen 28, 30)
zu erreichen, die an die Impedanz zwischen den leitfähigen Zielelementen 56 (z.
B. den Übertragungsleitungen),
die an den Zielknoten 58 gemessen wird, möglichst
eng angepaßt
ist.
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Das
Einstellen der Impedanz des Sondensystems 10 erfolgt durch
eine Fluidvolumensteuerung 44 der Sondenüberwachungseinrichtung 22,
die dem Operator ermöglicht,
das Volumen des dielektrischen Fluids 31 in den Kammern 70, 72 und 74 zu ändern. Unter
Verwendung der Kammerauswähleinrichtung 46 der
Fluidvolumensteuerung 44 wählt der Operator eine oder
mehrere Kammern 70, 72, 74 (die in der
Kammerauswähleinrichtung
als die Kammern 1, 2 und 3 dargestellt
sind) zur Einstellung aus und verwendet dann die Volumeneinstelleinrichtung
48, um das Volumen des Fluids 31 über die Pumpe 26 in der
ausgewählten
Kammer (z. B. Kammer 70, 72, 74) zu senken
oder zu erhöhen.
Ein Befehl der Volumeneinstelleinrichtung 48 zum Erhöhen oder
Senken eines Fluidvolumens in einer Kammer (z. B. einer Kammer 70)
bewirkt, daß ein
Ventil 110 eines entsprechenden Ports (z.B. des Ports 104 des
Verteilers 60) sich öffnet,
um zu ermöglichen,
daß mehr
Fluid in diese Kammer geschoben wird oder von dieser Kammer durch
die Pumpe 26 herausgezogen wird. Wenn die gewünschte Menge
des Fluids in der Kammer, die eingestellt wird, erreicht worden
ist, dann bewirkt die Fluidvolumensteuerung 44, daß sich das
Ventil 110 des entsprechenden Ports schließt. Die
Ventile 110 können
auch den Grad des Öffnens
des Ventils variabel steuern, der durch die Fluidvolumensteuerung 44 gesteuert
wird, um die Flußverwaltung
während des
Aufpumpens und des Abpumpens in jeder Kammer zu unterstützen.
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Während einer
beliebigen Einstellung des Fluidvolumens von einer der Kammern 70, 72 und 74 wird
die Impedanz der Signalleiter 80, 82 relativ zueinander
und/oder relativ zu ihren jeweiligen Massereferenzleitern 90, 92 auf
der Anzeige 40 angezeigt, so daß der Operator das Fluidvolumen
einstellen kann, bis der gewünschte
Impedanzpegel für
den gesamten Sondenkörper 20 erreicht
worden ist und ebenfalls auf der Anzeige 40 angezeigt wird.
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Wie
in 4 gezeigt ist, wird
auch ein Ausführungsbeispiel
einer Testsonde 150 der vorliegenden Erfindung für ein Testen
von Signalattributen eines Paars von leitfähigen Zielelementen, das die
Differenzsignale trägt,
geschaffen.
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Die
Testsonde 150 weist Massereferenzleiter 90 und 92 sowie
erste und zweite dielektrische Fluidkammern 72 und 74 auf,
die im wesentlichen die gleichen Merkmale und Attribute aufweisen,
die in Verbindung mit den 1–3 beschrieben sind. Die Sonde 150 weist
auch den ersten Signalleiter 160, den zweiten Signalleiter 162 und
den Verteiler 170 auf. Die Signalleiter 160 und 162 weisen
Enden 164, innere Seitenkanten 166, äußere Seitenkanten 168 und
einen Körper 169 auf.
Der erste Signalleiter 160 und der zweite Signalleiter 162 sind
zwischen der ersten dielektrischen Kammer 72 und der zweiten
dielektrischen Kammer 74 sandwichartig angeordnet und sind
mit ihren Längsachsen
allgemein parallel zueinander und zu ihren Seitenkanten 166 in
einer gekoppelten Anordnung ausgerichtet. Der erste Signalleiter 160 und 162 sind
ebenfalls allgemein parallel zu einer Längsachse der Massereferenzleiter 90, 92 und
den Kammern 72, 74 ausgerichtet. Wie in 4 gezeigt ist, sind die
inneren Seitenkanten 166 der Signalleiter 160 und 162 der
Sonde 150 (für
eine Kantenkopplung) allgemein einander zugewandt und sind voneinander
um eine feststehende Entfernung D beabstandet.
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5 ist eine Schnittansicht
der Sonde 150, die in 4 gezeigt
ist, die entlang der Linien 5-5 erstellt wurde. Wie in 5 gezeigt ist, umfaßt der Verteiler 170 einen
Fluiddurchlaß 200,
einen ersten Port 202, einen zweiten Port 206 und
Ventile 210. Die Fluidleitung 27 ist in einer Fluidkommunikation
mit den Kammern 72 und 74 über die Ports 202, 206 und
den Fluiddurchlaß 200.
Die Ventile 210 sind durch die Fluidvolumensteuerung 44 der
Sondenüberwachungseinrichtung 22 (1) über die elektrischen Leitungen 23 elektrisch
gesteuert und weisen eine Öffnung einer
variablen Größe auf sowie
Völlig-Offen-
und Geschlossen-Positionen
zum Regulieren des Fluidflusses durch den ersten Port 202,
den zweiten Port 206 in die jeweiligen Kammern 72 und 74.
Bei allen anderen Ansichten trägt
der Verteiler 170 im wesentlichen die gleichen Attribute und Merkmale
wie der Verteiler 60, der in Verbindung mit 1–3 beschrieben
wurde.
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Die
Sonde 150 weist eine Differenzimpedanz auf, die durch die
Anordnung der Signalleiter 160, 162 relativ zu
dem Paar von Massereferenzleitern 90 und 92 variiert
wird. Diese Impedanz wird durch Variieren der Beabstandung H zwischen
den Signalleitern 160, 162 relativ zu jedem Massereferenzleiter 90 und 92 selektiv
variiert. Das Einstellen der Beabstandung H wird durch Variieren
des Volumens eines dielektrischen Fluids in der Kammer 72 bzw.
Kammer 74 über
den Verteiler 170 (und die dazugehörige Pumpe 26, das
Reservoir 24, eine Sondenüberwachungseinrichtung 22 etc.,
wie in 1 zu sehen ist)
erreicht. Trotz dieser Veränderung
in der Beabstandung H bleibt die Entfernung D zwischen den Signalleitern 160, 162 fest.
Die Impedanz der Testsonde 150 wird dadurch selektiv modifiziert,
um sich einer Impedanz der leitfähigen
Zielelemente 56 (1)
zum Verbessern eines exakten Testens von Signalattributen durch
die leitfähigen
Zielelemente 56 zu nähern.
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Jede
der Testsonden 20 oder 150 der vorliegenden Erfindung
kann zum Testen von Signalattributen in einem Differenzsignalschaltungsaufbau
verwendet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Anordnungen von
jeder der Testsonden, wobei die Testsonde 20 breitseitig
gekoppelte Signalleiter und die Testsonde 150 kantengekoppelte
Signalleiter aufweist, verwenden diese Testsonden 20, 150 eine
andere Berechnung, um zu ihren jeweiligen Impedanzen zu gelangen.
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Bei
einer alternativen Anordnung wird eine einzelendige Testsonde der
vorliegenden Erfindung für
ein Testen einer herkömmlichen
Signalisierung in einzelnen leitfähigen Zielelementen geschaffen,
wie z. B. zum Testen von Speicherelementen, die Adreßinformationen
und Daten halten. Die Schnittstelle 12 einer physikalischen
Schicht (1) kann beispielsweise
Logikelemente tragen, die für
ein herkömmliches
Signalisieren mit leitfähigen
Zielelementen, die einzelne Signale tragen, angeordnet sind. Dementsprechend
kann man unter Verwendung von einer der Testsonden 230 oder 250 der
vorliegenden Erfindung, die nachstehend beschrieben wird, Signalattribute,
die durch ein einzelnes leitfähiges
Zielelement 56 getragen werden, testen.
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Wie
in 6–7 gezeigt
ist, sieht ein Ausführungsbeispiel
einer Testsonde 230 der vorliegenden Erfindung eine einzelendige
Sonde vor, die durch einen Sondenkörper 20 vom System 10 ersetzt
werden kann. Die Testsonde 230 weist Massereferenzleiter 90, 92 sowie
erste und zweite dielektrische Fluidkammern 72 und 74 auf.
Zusätzlich
umfaßt
die Sonde 230 einen einzelnen Signalleiter 232,
der zwischen der ersten dielektrischen Fluidkammer 72 und
der zweiten dielektrischen Fluidkammer 74 angeordnet ist. Der
einzelne Signalleiter 232 ist mit einer der Testleitungen 28 oder 30 von
System 10 verbunden, um eine einzelendige Testsonde zu
erzeugen. Der Verteiler 170 weist im wesentlichen die gleichen
Attribute und Merkmale wie der Verteiler 170 von 4–5 auf und
kooperiert mit den Kammern 72 und 74 zum Variieren
des Volumens des dielektrischen Fluids in diesen Kammern.
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Die
Testsonde 230 weist eine Impedanz auf, die durch die Anordnung
des Signalleiters 232 relativ zu dem Paar von Massereferenzleitern 90 und 92 beeinflußt wird.
Andere Parameter, die diese Impedanz beeinflussen, bleiben beste hen,
wie z. B. andere geometrische Beziehungen und Materialien, die vorstehend
in Verbindung mit 1–3 beschrieben wurden. Diese
Impedanz wird durch Variieren der Beabstandung H zwischen dem Signalleiter 232 und
den Massereferenzleitern 90 und 92 selektiv variiert,
was durch Variieren des Volumens des dielektrischen Fluids in der
Kammer 72 bzw. der Kammer 74 über den Verteiler 270 (und
die dazugehörige
Pumpe 26, das Reservoir 24, die Sondenüberwachungseinrichtung 22 etc.,
die in 1 gezeigt sind)
erreicht wird. Die Impedanz der Testsonde 230 wird dadurch
selektiv modifiziert, um sich einer Impedanz eines leitfähigen Zielelements
zum Verbessern eines exakten Testens der Signalattribute durch das
leitfähige
Zielelement zu nähern
(d. h. im wesentlichen mit derselben übereinzustimmen). Alternativ
wird die Impedanz der Testsonde 230 nach Wunsch auf einem
beliebigen Pegel modifiziert, der zum Testen eines Signalattributs
geeignet ist.
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Wie
in 8–9 gezeigt
ist, sieht ein Ausführungsbeispiel
einer Testsonde 250 der vorliegenden Erfindung auch eine
einzelendige Testsonde mit einer variablen Impedanz vor. Die Testsonde 250 kann auch
durch den Sondenkörper 20 in 1 des Sondensystems 10 ersetzt
werden und weist einen Massereferenzleiter 92, eine erste
dielektrische Fluidkammer 72 und einen Signalleiter 252 auf.
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Der
Verteiler 270 weist einen Fluiddurchlaß 300, einen Port 302 und
ein Ventil 310 auf. Die Fluidleitung 27 ist in
Fluidkommunikation mit der Kammer 72 über die Ports 302 und
den Fluiddurchlaß 300. Das
Ventil 310 wird durch die Fluidvolumensteuerung 44 der
Sondenüberwachungseinrichtung 22 (1) über elektrische Leitungen 23 elektrisch
gesteuert und weist eine Öffnung
einer variablen Größe auf sowie
Völlig-Offen-
und Geschlossen-Positionen zum Regulieren des Fluidflusses durch
den Port 302 in die Kammer 72. Bei allen anderen
Ansichten trägt
der Verteiler 270 im wesentlichen die gleichen Attribute und
Merkmale wie der Verteiler 60, der in Verbindung mit 1–3 beschrieben
wurde.
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Die
Sonde 250 weist eine Impedanz auf, die durch die Anordnung
des Signalleiters 252 relativ zum Paar von einem Massereferenzleiter 92 beeinflußt wird.
Andere Parameter, die diese Impedanz beeinflussen, bleiben bestehen,
wie z.B. andere geometrische Beziehungen und Materialien, die zuvor
in Verbindung mit 1–3 beschrieben wurden. Diese Impedanz
wird durch Variieren der Beabstandung H zwischen dem Signalleiter 252 und
dem Massereferenzleiter 92 durch Variieren des Volumens
des dielektrischen Fluids in der Kammer 72 über den
Verteiler 270 (und die dazugehörige Pumpe 26, das
Reservoir 24, die Überwachungseinrichtung 22 etc.,
wie in 1 zu sehen ist)
selektiv variiert. Die Impedanz der Testsonde 250 wird
dadurch selektiv modifiziert, um sich einer Impedanz eines leitfähigen Zielelements
zum Verbessern eines exakten Testens der Signalattribute durch das
leitfähige
Zielelement zu nähern
(z. B. um an dieselbe im wesentlichen angepaßt zu sein). Alternativ wird
die Impedanz der Testsonde 250 auf Wunsch auf einen beliebigen
Pegel modifiziert, der zum Testen eines Signalattributs geeignet ist.
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Schließlich können verschiedene
Modifizierungen an der Testsonde der vorliegenden Erfindung vorgenommen
werden. Eine Differenzsonde 20, 250 kann beispielsweise
optional als eine einzelendige Sonde durch Kollabieren von einem
ihrer Signalleiter 80, 82 gegeneinander oder durch
Kollabieren von einem der Signalleiter 80, 82 gegen
ihren jeweiligen Massereferenzleiter 90, 92, Berechnen
der Impedanz der Sonde und dann Anlegen von nur einer der Testleitungen 28 oder 30 als
eine einzelendige Sonde verwendet werden. Ein Testsondensystem der
vorliegenden Erfindung kann ein selektives Variieren einer Impedanz
der Testsonde ermöglichen,
um an eine Impedanz eines leitfähigen
Zielelements im wesentlichen angepaßt zu sein, um ein Testen nach
unterschiedlichen Signalattributen eines leitfähigen Elements zu verbessern.
Die Testsonde der vorliegenden Erfindung kann sowohl einzelendige
angeordnete Sonden für
ein herkömmli ches
Signaltesten sowie doppelendige angeordnete Sonden für ein Differenzsignaltesten
umfassen.
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Obgleich
spezifische Ausführungsbeispiele hierin
zu Beschreibungszwecken des bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt
und beschrieben worden sind, werden Fachleute darauf hingewiesen, daß viele
verschiedene alternative und/oder entsprechende Implementierungen
die spezifischen Ausführungsbeispiele,
die gezeigt und beschrieben wurden, ersetzen können, ohne vom Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Fachleute im Gebiet der
Chemie, Mechanik, Elektromechanik, Elektrotechnik und Informatik
werden ohne weiteres erkennen, daß die vorliegende Erfindung
in vielen verschiedenen Ausführungsbeispielen
implementiert sein kann. Diese Anmeldung soll beliebige Anpassungen
oder Variationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die hierin
erörtert
wurden, abdecken. Daher wird insbesondere die Absicht verfolgt,
daß diese
Erfindung nur durch die Ansprüche
und die Entsprechungen derselben begrenzt sein soll.