(57)【要約】【課題】電気回路における導電要素の信号特性のテストを向上させること。【解決手段】本発明の可変インピーダンステストプローブ(20)は、第１の信号導体(252)、第１の接地基準導体(92)、および第１の信号導体(252)と第１の接地基準導体(92)との間に配置された第１の誘電体要素(72)を含む。誘電体要素は、接地基準導体(92)に対して第１の信号導体(252)のインピーダンスを選択的に変化させるように構成される。【選択図】図１
2004251908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変インピーダンステストプローブ（２０／１５０／２３０／２５０）であって、
第１の信号導体（８０／１６０／２３２／２５２）および第１の接地基準導体（９０／９２）と、および
前記第１の信号導体と前記第１の接地基準導体との間に配置されて、前記第１の接地基準導体（９２）に対して前記第１の信号導体のインピーダンスを変化させるように構成された第１の誘電体要素（７０／７２／７４）とを含む、可変インピーダンステストプローブ（２０／１５０／２３０／２５０）。
【請求項２】
前記第１の誘電体要素が、
前記第１の信号導体と前記第１の接地基準導体との間に配置されて、誘電流体（３１）を保持するように構成された、第１の誘電流体チャンバ（７０／７２／７４）を含み、
前記第１の誘電流体チャンバ（７０／７２／７４）が、その第１のチャンバ内の誘電流体の体積を変化させることにより、前記第１の信号導体と前記第１の接地基準導体との間の距離を変化させることによって、前記第１の接地基準導体に対する前記第１の信号導体の可変インピーダンスを生じさせるように、前記誘電流体でもって膨張および収縮するように構成されている、請求項１に記載の可変インピーダンステストプローブ。
【請求項３】
誘電流体を保持するように構成された流体リザーバ（２４）と、
前記流体リザーバと流体連絡し、前記プローブの前記誘電流体チャンバ内における誘電流体（３１）の体積を制御するように構成されたポンプ（２６）と、
前記ポンプおよび前記プローブと流体連絡し、前記ポンプと前記プローブとの間に配置されて、前記第１の誘電流体チャンバに対して誘電流体の流入と流出を選択的に可能にするように構成されたマニホルド（６０／１７０／２７０）と、および
前記ポンプおよび前記マニホルドを介して前記第１の誘電流体チャンバ内における前記誘電体の体積の増減を管理するように構成された体積アジャスタ（４８）を有するオプションの流体体積コントローラ（４４）とをさらに含む、請求項２に記載の可変インピーダンステストプローブ。
【請求項４】
前記プローブ（２３０）が、
第２の接地基準導体（９２）と、
前記第１の信号導体（２３２）と前記第２の接地基準導体（９２）との間に配置された第２の誘電体要素（７２／７４）とをさらに含み、
前記第２の誘電体要素（７４）が、その体積を変化させて、前記第１の信号導体（２３２）と前記第２の接地基準導体（９２）との間の距離およびインピーダンスを変化させるように構成されており、
前記第１および第２の誘電体要素（７２、７４）が、前記第１の信号導体（２３２）の両側に配置されている、請求項１に記載の可変インピーダンステストプローブ。
【請求項５】
前記可変インピーダンステストプローブ（２０）が、
第２の信号導体（８２）と、
第２の接地基準導体（９２）と、
前記第２の信号導体（８２）と前記第２の接地基準導体（９２）との間に配置された第２の誘電体要素（７４）であって、その第２の誘電体要素が、その体積を変化させて、前記第２の信号導体（８２）と前記第２の接地基準導体（９２）との間の距離を変化させることにより、前記第１および第２の接地基準導体（９０、９２）に対する前記第２の信号導体（８２）のインピーダンスを変化させるように構成されている、第２の誘電体要素（７４）と、および
前記第１の信号導体（８０）と前記第２の信号導体（８２）との間に配置された第３の誘電体要素（７０）であって、その第３の誘電体要素が、その体積を変化させて、前記第１の信号導体（８０）と前記第２の信号導体（８２）との間の距離を変化させることにより、前記第１および第２の接地基準導体（９０、９２）に対する前記第１および第２の信号導体（８０、８２）の差動インピーダンスを変化させるように構成されている、第３の誘電体要素（７０）とを含む、請求項１に記載の可変インピーダンステストプローブ。
【請求項６】
前記第１、第２、および第３の誘電体要素（７０／７２／７４）が、それぞれ、第１、第２、および第３の膨張可能な誘電流体チャンバ（７０／７２／７４）を含み、各膨張可能な誘電流体チャンバが、誘電流体（３１）を保持するように構成され、前記それぞれの膨張可能な流体チャンバ内における誘電流体の体積を変化させることによって、前記誘電体要素の体積が変化することと、
前記誘電流体を保持するように構成された流体リザーバ（２４）と、
前記流体リザーバ（２４）、および前記第１、第２、および第３の誘電流体チャンバと流体連絡しており、前記プローブの前記第１、第２、および第３の誘電流体チャンバ（７０／７２／７４）内における誘電流体の体積を増減するように構成されたポンプ（２６）と、
前記ポンプおよび前記プローブと流体連絡し、前記ポンプと前記プローブとの間に配置されて、前記ポンプと、前記第１、第２、および第３の誘電流体チャンバのそれぞれとの間において誘電流体を選択的に流せるように構成されたマニホルド（６０）と、
前記ポンプと電気的および流体的に連絡しており、前記ポンプおよび前記マニホルドを介して、前記第１、第２、および第３の誘電流体チャンバのそれぞれの内部における誘電流体の体積の増減を管理するように構成された体積アジャスタ（４８）を有するオプションの流体体積コントローラ（４４）と、および
前記マニホルドと電気的に連絡し、前記第１、第２、および第３の誘電流体チャンバの１つ又は複数が、前記誘電流体の増減を受け入れるように前記マニホルドを管理するように構成された、オプションのチャンバセレクタ（４６）とをさらに含む、請求項５に記載の可変インピーダンステストプローブ（２０）。
【請求項７】
前記第１および第２の信号導体（８０、８２）の縦軸が、前記第１および第２の接地導体（９０、９２）の縦軸と実質的に平行であり、前記第１の信号導体（８０）の本体が、前記第２の信号導体（８２）の本体と実質的に向かい合っている、請求項５に記載の可変インピーダンステストプローブ（２０）。
【請求項８】
前記可変インピーダンステストプローブ（１５０）が、
前記第１の信号導体（１６０）と並んで配置された第２の信号導体（１６２）であって、前記第１および第２の信号導体（１６０、１６２）が、実質的に同じ平面で延び、前記第１の信号導体の側縁部（１６６）が前記第２の信号導体の側縁部（１６６）と実質的に向かい合い、前記第１および第２の信号導体の縦軸が、前記第１の接地導体（９０）の縦軸と実質的に平行である、第２の信号導体（１６２）と、
第２の接地基準導体（９２）と、および
前記第２の接地基準導体と前記第１および第２の信号導体との間に配置された第２の誘電体要素（７４）であって、その第２の誘電体要素が、その体積を変化させて、前記第２の接地基準導体に対する前記第１および第２の信号導体の間隔を変化させることにより、前記第１および第２の接地基準導体に対する前記第１および第２の信号導体の差動インピーダンスを変化させるように構成された、第２の誘電体要素（７４）とを含む、請求項１に記載の可変インピーダンステストプローブ（２０）。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７、または８の可変インピーダンステストプローブの任意の１つを利用する方法であって、
プローブ（２０／１５０／２３０／２５０）のテスト信号導体と前記プローブの接地基準導体との間で、前記プローブのインピーダンスを可変制御して、目標導電要素（５６）のインピーダンスと実質的に整合させるステップと、および
前記プローブから前記目標導電要素にテスト信号を加えて、前記目標導電要素の信号の完全性特性をテストするステップとを含む、方法。
【請求項１０】
１対の導電要素（５６）として前記目標導電要素を設けるステップと、
第１のテスト信号導体と第１の接地基準導体との間隔をあけ、第２のテスト信号導体と第２の接地基準導体との間隔をあけ、前記第１のテスト信号導体と前記第２の信号導体との間隔をあけた状態にして、前記プローブの前記テスト信号導体および前記接地基準導体を設けるステップと、および
前記プローブのインピーダンスを可変制御して、前記一対の目標導電要素間のインピーダンスと実質的に整合させるステップとをさらに含み、
前記整合させるステップが、
ポンプを用いて、前記間隔をあけた信号導体間に配置された第１の膨張可能な誘電流体チャンバ内における誘電流体の体積を制御することにより、前記信号導体間の間隔を変化させることと、
ポンプを用いて、前記間隔をあけた信号導体の一方とその接地基準導体との間に配置された、１対の第２の膨張可能な誘電流体チャンバのそれぞれの内部における誘電流体の体積を制御することにより、各信号導体とそのそれぞれの接地基準導体との間の間隔を変化させることとを必要に応じてさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電気信号特性のテストに関し、とりわけ、電気信号特性のテストに用いられるテストプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気回路の設計と生産には、回路によって伝送される信号のさまざまな特性をテストすることが必要である。これらの信号特性には、ビット誤り率、クロックスキュー、ジッタ等のパラメータ、並びに電気回路に関連した他の既知のパラメータが含まれる。これら信号特性のテストは、従来の信号伝送、および差動信号伝送の両方において重要である。
【０００３】
差動信号伝送は、差動信号が２つのエンティティ間における信号値の差であるという点において、従来の信号伝送と異なる。低電圧差動信号伝送（ＬＶＤＳ）は、差動信号伝送の実施例の単なる１つでしかなく、銅線および／またはプリント回路基板のトレースを介した２値データの高速伝送に用いられるデータインターフェイス規格を含む。低電圧差動信号伝送には、低電力、低雑音、および小振幅データ伝送のために２線式システムの利用が含まれる。低電圧差動信号伝送は、一般に、プリント回路基板のトレースを介したコンポーネント間接続のような２地点間の物理層インターフェイスにおいて適用される。他の差動信号伝送の例には、高電圧差動信号伝送（ＨＶＤＳ）が含まれる。差動信号伝送は、データ伝送の加速に大いに有望である。しかしながら、差動信号伝送については、差動対をなす伝送線を形成するプリント回路基板のトレースのような、差動信号伝送インターフェイスの伝送線のインピーダンスにおける厳密な許容誤差に対して、よりいっそう注意を払わなければならない。
【非特許文献１】Stephen H.Hall、Garrett HallおよびMcCall他著、「High-Speed Digital System Design」John Wiley & Sons Inc 2000年１月15日（ISBN 0-471-36090-2）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、研究者が従来の信号伝送をテストしていようと、または差動信号伝送をテストしていようと、信号テストがより正確になれば、電気回路要素のレイアウトにおける物理層インターフェイスおよび導電要素の設計および生産が改良されることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、第１の信号導体、第１の接地基準導体、および第１の信号導体と第１の接地基準導体との間に配置された第１の誘電体要素を含む可変インピーダンステストプローブが提供される。誘電体要素は、接地基準導体に対して第１の信号導体のインピーダンスを選択的に変化させるように構成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のテストプローブシステムによれば、テストプローブのインピーダンスを選択的に変化させることにより、目標導電要素のインピーダンスと実質的に整合し、導電要素のさまざまな信号特性のテストを向上させることが可能になる。本発明のテストプローブは、従来の信号テストのためのシングルエンド構成のプローブ、並びに差動信号テストのためのダブルエンド構成のプローブの両方を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
好適な実施形態の以下の詳細な説明においては、その一部をなし、一例として、本発明の実施が可能な特定の実施形態を示す、添付図面が参照される。理解されるように、他の実施形態を利用することも可能であり、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的および論理的変更を行うことが可能である。従って、以下の詳細な説明は、制限の意味にとられるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【０００８】
本発明のテストプローブに関する一実施形態は、電気回路要素の信号特性テストの精度を高めることを目的とし、テストプローブのインピーダンスを選択的に変化させて、目標導電要素のインピーダンスと実質的に整合させることを可能にする。本発明のテストプローブの一実施形態は、従来の信号テストについては、シングルエンド構成で実施され、差動信号テストについては、差動構成で実施される。
【０００９】
テストプローブのシングルエンド構成に関する一実施形態には、単一のテスト信号導体と、接地基準が含まれており、シングルエンドテストプローブのインピーダンスを変化させるために、信号導体と接地基準との間に可変誘電体要素が配置されている。テストプローブの差動構成に関する一実施形態には、それぞれ、それ自体の接地基準導体から間隔をおいて配置された、２つのテスト信号導体が含まれる。一実施形態では、可変誘電体要素が、テスト信号導体間、および各信号導体とその接地基準導体との間に配置される。
【００１０】
これらのテストプローブに関する可変誘電体要素の実施の例には、以下に制限されないが、それぞれの信号導体と接地基準導体との間の間隔を選択的に変化させることにより、それぞれの導体間のインピーダンスを選択的に変化させることを可能にする、膨張可能な誘電流体チャンバが含まれる。それぞれの信号導体と接地基準導体との間における個々のインピーダンスのこの選択的調整によって、テストプローブの総インピーダンスを所望のレベルに調整する。一実施形態では、テストプローブのインピーダンスは、目標導電要素のインピーダンスとほぼ整合するように調整されるが、テストプローブのインピーダンスは、オプションにより、信号テストの目的に適すると思われる任意のインピーダンスに調整可能である。
【００１１】
図１に示すように、本発明の可変インピーダンステストプローブシステム１０の実施形態は、単一の導電要素で伝送される単一の信号、および／またはプリント回路基板１３のような、物理層インターフェイス１２における差動信号要素で伝送される差動信号のさまざまな信号の完全性特性をテストするために用いられる。プローブシステム１０には、プローブ本体２０、プローブモニタ２２、流体リザーバ２４、流体ポンプ２６、およびプローブ本体２０から延びるテストリード２８、３０が含まれる。
【００１２】
テストリード２８、３０は、プローブシステム１０から要素５６のような目標導電要素にテスト信号を印加するために設けられる。差動信号伝送のテスト時には、テストリード２８および３０は、両方とも設けられる。しかしながら、図６〜図９に関連してさらに後述するように、単一の目標導電要素の従来の信号伝送に関するテスト時には、テストリード２８、３０の一方だけしか使用されない。
【００１３】
一実施形態において、リザーバ２４およびプローブ本体２０は、少なくとも部分的に誘電流体３１で満たされている。流体管路２７によって、流体リザーバ２４および流体ポンプ２６がプローブ本体２０に接続されると同時に、電線２３、２５によって、プローブモニタ２２とプローブ本体２０との間に電気通信が確立される。また、流体ポンプ２６は、プローブモニタ２２の流体体積コントローラ４４によって、流体ポンプ２６の動作を調節できるようにするために、電気リンク４９を介してプローブモニタ２２とも電気的に連絡する。
【００１４】
プローブモニタ２２には、ディスプレイ４０、マルチ制御装置４２、およびチャンバコントローラ４６と体積アジャスタ４８を有する流体体積コントローラ４４が含まれる。流体ポンプ２６は、プローブモニタ２２の流体体積コントローラ４４と協働して、プローブ本体２０内の誘電流体の体積を制御して、テストリード２８と３０との間におけるプローブシステム１０の差動インピーダンスを制御する。プローブ本体２０の構造およびプローブ本体２０内における誘電流体３１の利用については、図２および図３に関連してさらに詳述することにする。従って、流体ポンプ２６は、体積アジャスタ４８を利用して、それぞれ、誘電流体チャンバ７０、７２、および７４内の誘電流体の体積を増減するために、流体リザーバ２４からプローブ本体２０に追加流体を送り込むか、あるいはプローブ本体２０から流体を抜き取って、流体リザーバ２４に収容する。チャンバコントローラ４６は、図２および図３に関連してさらに詳細に説明されるように、ポンプ２６とプローブ本体２０との間に配置されたマニホルドを介して、プローブ本体２０の特定のチャンバ（例えば、チャンバ１、チャンバ２、チャンバ３）における流体体積の制御を管理することを可能にする。マルチ制御装置４２は、テストリード２８、３０を介して、電圧、電流、およびインピーダンスの測定および供給を制御することを可能にする。
【００１５】
物理層インターフェイス１２（プリント回路基板１３のような）には、第１の論理素子５２、第２の論理素子５４、および第１の論理素子５２と第２の論理素子５４を接続する伝送線５６を含む差動信号伝送（ＤＳ）インターフェイス５０が含まれる。伝送線５６は好適には、銅線および／またはプリント回路基板のトレースであり、テストリード２８、３０を介して、プローブシステム１０によってテスト信号を印加することが可能な目標導電要素の単なる一例となるものにすぎない。ＬＶＤＳインターフェイス５０の図示された例において、第１の論理素子５２には、ＴＴＬ／ＣＭＯＳ信号を低電圧差動信号に変換するＬＶＤＳドライバが含まれており、この低電圧差動信号は、伝送線５６によってＬＶＤＳレシーバのような第２の論理素子５４に高速伝送されて、そこで変換されて、ＴＴＬ／ＣＭＯＳ信号に戻される。
【００１６】
ノード５８は、第１の論理素子５４の入力のような、プローブシステム１０のテストリード２８、３０を取り付けることが可能な、物理層インターフェイス１２の目標導電素子５６に沿った例示的な位置を表わす。さらに、プローブシステム１０の利用は、プリント回路基板に用いることに限定されるものではなく、他の差動信号伝送コンポーネント間の構成、および従来の信号伝送回路要素の構成（図６〜図９に関連して説明される）にも及ぶ。
【００１７】
図２は、プローブシステム１０のプローブ本体２０の一実施形態に関する透視図である。図２に示すように、プローブ本体２０には、マニホルド６０、導電性メッシュシース６２、および外側の絶縁カバー６４が含まれる。また、プローブ本体２０には、それぞれ、第１、第２、および第３の膨張可能なチャンバ７０、７２、７４も含まれる。第１の信号導体８０および８２は、第１の膨張可能なチャンバ７０の両側に配置されており、第１の膨張可能なチャンバ７０は、導体８０と８２の間にはさまれている。導体９０および９２は、第２の膨張可能なチャンバ７２と第３の膨張可能なチャンバ７４の外表面に配置される。
【００１８】
導体８０と８２は、導電性信号要素であり、導体９０と９２は、導電性プレートであって、導体９０と９２は、プローブ本体２０の接地基準の働きをするように設けられており、一方、導体８０と８２は、それぞれ、テストリード２８、３０へ、およびそれらから第１および第２のテスト信号を伝送するように設けられている。
【００１９】
マニホルド６０は、流体管路２７と共に、ポンプ２６とプローブ本体２０との間で流体連絡を確立し、マニホルド６０については、図３に関連してさらに詳述することにする。導電性メッシュシース６２は好適には、膨張可能にしっくりと嵌った状態でプローブ本体２０と係合するように、膨張可能な、ほぼ円筒形状をなす導電性メッシュである。メッシュシース６２は好適には、接地基準に接続されて、プローブ本体２０を干渉から防護する働きをする。必要に応じて、絶縁カバー６４が、電気的保護および機械的保護の両方のためにカバーとして設けられる。
【００２０】
図３は、図２の断面図であり、マニホルド６０を含むプローブ本体２０の一実施形態に関する内部構造を例示する。各チャンバ７０、７２、および７４は、誘電流体３１で満たされ、必要に応じて、各チャンバの全体にわたる流体の分散を調節するための複数のバッフル１５２が含まれる。チャンバ７０、７２、７４は好適には、膨張可能なブラダから作成され、ブラダ内における誘電流体３１の体積のそれぞれの増減に応答して、膨張および収縮する弾性または粘弾性の材料からなる。バッフル１５２は、チャンバ７０、７２、７４のそれぞれの全体にわたって延び、チャンバ７０、７２、７４内の誘電流体３１の適正な流れおよび分散を保証する。
【００２１】
マニホルド６０には、流体通路１００、第１のポート１０２、第２のポート１０４、第３のポート１０６、および弁１１０が含まれる。流体管路２７は、ポート１０２〜１０６および流体通路１００を介して、チャンバ７０、７２、７４と流体連絡している。弁１１０は、電線２３を介してプローブモニタ２２の流体体積コントローラ４４によって電気的に制御され、第１のポート１０２、第２のポート１０４、および第３のポート１０６を通って、それぞれのチャンバ７０、７２、および７４に流入する流体の流れを調節するために、可変サイズ開口部、並びに完全に開いた位置および閉じた位置を有する。従って、マニホルド６０は、ポンプと協働して、１つまたは複数のチャンバ７０、７２、および７４に対して誘電流体の流入および流出を選択的に可能にするように構成されている。
【００２２】
また、図３には、テスト信号導体８０と８２との間の距離に相当する間隔測定値Ｄ、および第１のテスト信号導体８０と接地基準導体９２との間の距離、および第２のテスト信号導体８２と接地基準導体９０との間の距離に相当する、間隔測定値Ｈも示される。第１のテスト信号導体８０で伝送される第１のテスト信号は、導体８０のそばに符号Ｓ１で示されており、第２のテスト信号導体８２で伝送される第２のテスト信号は、導体８２のそばに符号Ｓ２で示されている。第１のテスト信号Ｓ１は、プローブモニタ２２からプローブ本体を通ってテストリード２８に達しており、一方、第２のテスト信号Ｓ２は、プローブモニタ２２からプローブ本体２０を通ってテストリード３０に達している。接地基準導体９０および９２は、導体９０、９２に隣接して符号ＧＮＤ１およびＧＮＤ２で示されているように、接地基準に電気接続されている。
【００２３】
導体８０、８２、９０、および９２は好適には、テストされるべき物理層インターフェイス１２の目標導電要素５６（例えば、伝送線）のインピーダンス範囲を実現可能にする特性を有する材料から作成される。例えば、導体８０、８２、９０、および９２は好適には、銅から作成されるが、それぞれ、プリント回路基板１３上にトレース（例えば、伝送線）を作成するために用いられる合金と実質的に同じ合金といった、異なる導電材料から作成され得る。誘電流体１５０は、既知のインピーダンスおよび誘電特性を有するFlutec（Ｒ）のような不燃性の誘電流体である。Flutec（Ｒ）誘電流体は、英国のF2 Chemicals Ltd（旭硝子、三菱商事、および、Miteni SpAの子会社）から入手可能である。
【００２４】
プローブ本体２０は、チャンバ７０の両側に非導電性接着剤で導体８０および８２を取り付けることによって組み立てられる。次に、このアセンブリがチャンバ７２と７４との間のギャップに挿入され、チャンバ７２および７４の露出した外表面に、導体９０、９２が接着剤で取り付けられる。
【００２５】
プローブ本体２０のインピーダンスは、２つの信号導体８０と８２との間の離隔距離、２つの信号導体と接地基準面９０および９２との間の離隔距離、信号導体８０および８２の幅、信号導体８０および８２の厚さ、信号導体に用いられる材料、および利用される誘電流体３１といった、さまざまな要素に基づいている。インピーダンスに影響を与える要素については、非特許文献１にさらに詳細に説明されている。さらに、導体８０、８２の本体が、図２〜図３におけるように互いにほぼ向かい合っている（すなわち、信号導体８０、８２が側面結合されている）か、あるいは信号導体の縁部が、図４〜図５に関連してさらに後述するように互いにほぼ向かい合っている（すなわち、信号導体１６０および１６２が縁部で結合されている）かといったような、信号導体８０と８２との間の幾何学的な空間関係も、プローブ２０のインピーダンスに影響を与える。
【００２６】
プローブ２０のインピーダンスの調整中、および目標導電要素のテスト中、プローブ２０のインピーダンスは、インピーダンスに関するこれらパラメータの全てを用いて、プローブモニタ２２によって計算され、プローブモニタ２２のマルチ制御装置４２およびディスプレイ４０を介してモニタされる。
【００２７】
従って、オペレータは、チャンバ７２および７４内の誘電流体３１の体積を（ポンプ２６およびプローブモニタ２２を介して）変化させることによって、間隔Ｈを変化させ、その結果、導体９０および９２における接地基準に対して信号導体８０および８２のインピーダンスを選択的に修正することができる。さらに、オペレータは、チャンバ７０内の誘電流体３１の体積を変化させることにより、間隔Ｄを変化させることができ、これによって、信号導体８０、８２の差動インピーダンスを修正するための別の方法が提供される。
【００２８】
使用中、図１に示すように、プローブシステム１０のテストリード２８および３０は、ＬＶＤＳ伝送線のような１対の目標導電要素５６の端部のような、差動対をなすＤＳノード５８に配置されて、差動対をなす目標導電要素５６のさまざまな信号の完全性特性のテストをする。この測定前、測定中、または測定後に、オペレータは、テスト信号導体８０と８２との間のスペース、および／または、各テスト信号導体８０、８２とそのそれぞれの接地導体９０、９２との間のスペースを調整して、目標ノード５８で測定される際に目標導電要素５６（例えば、伝送線）間のインピーダンスにできる限り近づくように整合する、プローブシステム１０（およびリード２８、３０間）の目標インピーダンスを達成する。
【００２９】
プローブシステム１０のインピーダンス調整は、オペレータがチャンバ７０、７２、および７４内の誘電流体３１の体積を変化させることを可能にする、プローブモニタ２２の流体体積コントローラ４４を介して実施される。オペレータは、流体体積コントローラ４４のチャンバセレクタ４６を用いて、１つまたは複数のチャンバ７０、７２、および７４（チャンバセレクタにチャンバ１、２、および３として表示されている）を調整のために選択し、次に、体積アジャスタ４８を用いて、ポンプ２６を介して、選択されたチャンバ（例えば、チャンバ７０、７２、および７４）内の流体３１の体積を選択的に増減する。チャンバ（チャンバ７０のような）内の流体の体積を増減するための体積アジャスタ４８のコマンドによって、対応するポート（マニホルド６０のポート１０４のような）の弁１１０が開かれ、ポンプ２６によって、さらに多くの流体をそのチャンバに送り込むか、またはそのチャンバから抜き取ることが可能になる。調整されているチャンバにおいて、所望の量の流体が達成されると、流体体積コントローラ４４によって、対応するポートの弁１１０が閉じられる。また、弁１１０は、流体体積コントローラ４４によって制御される際に、弁の開度を可変制御して、各チャンバの膨張および収縮中の流量管理を助けることも可能である。
【００３０】
チャンバ７０、７２、および７４の１つの流体体積の調整中、信号導体８０、８２の互いに対する、および／またはそれらの個々の接地基準導体９０、９２に対するインピーダンスが、ディスプレイ４０に表示されるので、オペレータは、プローブ本体２０全体が所望のインピーダンスレベルに達し、やはりそれがディスプレイ４０に表示されるまで、流体体積を調整することができる。
【００３１】
また、図４に示すように、差動信号を伝送する１対の目標導電要素の信号特性をテストするための、本発明のテストプローブ１５０の実施形態も提供される。
【００３２】
テストプローブ１５０には、図１〜図３に関連して説明されたものとほぼ同じ特徴および特性を有する、接地基準導体９０と９２、並びに第１と第２の誘電流体チャンバ７２および７４が含まれる。また、プローブ１５０には、第１の信号導体１６０、第２の信号導体１６２、およびマニホルド１７０が含まれる。信号導体１６０と１６２は、端部１６４、内側縁部１６６、外側縁部１６８、および本体１６９を有する。第１の信号導体１６０と第２の信号導体１６２は、第１の誘電流体チャンバ７２と第２の誘電流体チャンバ７４との間にはさまれており、結合された構成において、互いに、およびそれらの側縁部１６６に対してほぼ平行なそれらの縦軸とそろえられている。また、第１の信号導体１６０と第２の信号導体１６２は、接地基準導体９０、９２およびチャンバ７２、７４の縦軸に対してもほぼ平行にそろえられている。図４に示すように、プローブ１５０の信号導体１６０と１６２の内側縁部１６６は、互いにほぼ向かい合っており（縁部で結合している場合）、固定距離Ｄだけ互いから離れている。
【００３３】
図５は、ライン５−５に沿って描かれた、図４に示すプローブ１５０の断面図である。図５に示すように、マニホルド１７０には、流体通路２００、第１のポート２０２、第２のポート２０６、および弁２１０が含まれる。流体管路２７は、ポート２０２、２０６、および流体通路２００を介して、チャンバ７２および７４と流体連絡している。弁２１０は、電線２３を介して、プローブモニタ２２の流体体積コントローラ４４（図１）によって電気的に制御され、第１のポート２０２、第２のポート２０６を通って、それぞれの誘電流体チャンバ７２および７４に流入する流体の流れを調節するために、可変サイズ開口部、並びに完全に開いた位置および閉じた位置を有する。他の全ての点において、マニホルド１７０は、図１〜図３に関連して説明されたマニホルド６０と実質的に同じ特性および特徴を備える。
【００３４】
プローブ１５０は、１対の接地基準導体９０および９２に対する信号導体１６０、１６２の配置によって変化する差動インピーダンスを有する。このインピーダンスは、接地基準導体９０および９２のそれぞれに対する信号導体１６０、１６２の間隔Ｈを変化させることによって、選択的に変化する。間隔Ｈの調整は、マニホルド１７０（および、図１に示すように、付随するポンプ２６、リザーバ２４、プローブモニタ２２等）を介して、それぞれ、チャンバ７２およびチャンバ７４内の誘電流体の体積を変化させることによって実施される。この間隔Ｈの変化にもかかわらず、信号導体１６０、１６２間の間隔Ｄは、一定のままである。テストプローブ１５０のインピーダンスは、これにより、目標導電要素５６を通じた信号特性の正確なテストを向上させるために、目標導電要素５６（図１）のインピーダンスに近づくように選択的に修正される。
【００３５】
本発明のテストプローブ２０または１５０のいずれかを用いて、差動信号回路における信号特性をテストすることができる。しかしながら、テストプローブ２０の信号導体が側面結合され、テストプローブ１５０の信号導体が縁部で結合されていて、テストプローブのそれぞれの構成が異なるため、これらのテストプローブ２０、１５０は、異なる計算を使用して、それぞれのインピーダンスに到達する。
【００３６】
代替の構成において、本発明のシングルエンドテストプローブは、アドレス情報およびデータを保持するメモリ素子のテストといった、単一の目標導電要素における従来の信号伝送をテストするために提供される。例えば、物理層インターフェイス１２（図１）は、単一の信号を伝送する目標導電要素を用いた従来の信号伝送用に構成された、論理素子を備えることができる。従って、後述する本発明のテストプローブ２３０または２５０の一方を用いて、単一の目標導電要素５６によって伝送される信号の特性をテストすることができる。
【００３７】
図６〜図７に示すように、本発明のテストプローブ２３０の一実施形態によれば、システム１０のプローブ本体２０の代わりに用いることが可能なシングルエンドプローブが提供される。テストプローブ２３０には、接地基準導体９０、９２、並びに第１および第２の誘電流体チャンバ７２と７４が含まれる。さらに、プローブ２３０には、第１の誘電流体チャンバ７２と第２の誘電流体チャンバ７４との間に挿入された単一の信号導体２３２が含まれる。単一の信号導体２３２は、システム１０のテストリード２８または３０のいずれか一方に接続されて、シングルエンドテストプローブを作成する。マニホルド１７０は、図４〜図５のマニホルド１７０と実質的に同じ特性および特徴を有し、チャンバ７２および７４と協働して、それらのチャンバ内の誘電流体の体積を変化させる。
【００３８】
テストプローブ２３０は、１対の接地基準導体９０および９２に対する信号導体２３２の配置によって影響を受けるインピーダンスを有する。他の幾何学的関係および材料といった、このインピーダンスに影響を与える他のパラメータは、図１〜図３に関連して既述したところのままである。このインピーダンスは、信号導体２３２と接地基準導体９０および９２との間の間隔Ｈを変化させることにより、選択的に変化し、これは、マニホルド１７０（および、図１に示すように、付随するポンプ２６、リザーバ２４、プローブモニタ２２等）を介して、それぞれ、チャンバ７２およびチャンバ７４内の誘電流体の体積を変化させることによって実施される。これにより、テストプローブ２３０のインピーダンスは、目標導電要素を通じた信号特性の正確なテストを向上させるために、目標導電要素のインピーダンスに近づく（すなわち、実質的に整合する）ように選択的に修正される。代案として、テストプローブ２３０のインピーダンスは、要望に応じて信号特性のテストに適した任意のレベルに修正される。
【００３９】
また、図８〜図９に示すように、本発明のテストプローブ２５０の一実施形態によれば、可変インピーダンスを有するシングルエンドテストプローブも提供される。やはり、テストプローブ２５０も、図１におけるプローブシステム１０のプローブ本体２０の代わりに用いることができ、接地基準導体９２、第１の誘電流体チャンバ７２、および信号導体２５２を含む。
【００４０】
マニホルド２７０には、流体通路３００、ポート３０２、および弁３１０が含まれる。流体管路２７は、ポート３０２および流体通路３００を介してチャンバ７２と流体連絡している。弁３１０は、電線２３を介して、プローブモニタ２２の流体体積コントローラ４４（図１）によって電気的に制御され、ポート３０２を通って、チャンバ７２に流入する流体の流れを調節するために、可変サイズ開口部、並びに完全に開いた位置および閉じた位置を有する。他の全ての点において、マニホルド２７０は、図１〜図３に関連して説明されたマニホルド６０と実質的に同じ特性および特徴を備える。
【００４１】
プローブ２５０は、接地基準導体９２に対する信号導体２５２の配置によって影響を受けるインピーダンスを有する。他の幾何学的関係および材料といった、このインピーダンスに影響を与える他のパラメータは、図１〜図３に関連して既述したところのままである。このインピーダンスは、マニホルド２７０（および、図１に示すように、付随するポンプ２６、リザーバ２４、プローブモニタ２２等）を介して、チャンバ７２内の誘電流体の体積を変化させることによって、信号導体２５２と接地基準導体９２との間の間隔Ｈを変化させることにより、選択的に変化する。これにより、テストプローブ２５０のインピーダンスは、目標導電要素を通じた信号特性の正確なテストを向上させるために、目標導電要素のインピーダンスに近づく（すなわち、実質的に整合する）ように選択的に修正される。代案として、テストプローブ２５０のインピーダンスは、要望に応じて信号特性のテストに適した任意のレベルに修正される。
【００４２】
最後に、本発明のテストプローブに対してさまざまな修正を施すことが可能である。例えば、差動プローブ２０、１５０は、必要に応じて、互いに対してその信号導体８０、８２の一方を無効（collapsing：崩壊する、減衰させる）にするか、またはそのそれぞれの基準導体９０、９２に対して信号導体８０、８２の一方を無効にして、プローブのインピーダンスを再計算し、次いでシングルエンドプローブのようにテストリード２８または３０の一方だけを取り付けることによって、シングルエンドプローブとして使用され得る。
【００４３】
本発明のテストプローブシステムによれば、テストプローブのインピーダンスを選択的に変化させることにより、目標導電要素のインピーダンスと実質的に整合し、導電要素のさまざまな信号特性のテストを向上させることが可能になる。本発明のテストプローブは、従来の信号テストのためのシングルエンド構成のプローブ、並びに差動信号テストのためのダブルエンド構成のプローブの両方を含むことができる。
【００４４】
本明細書において、好適な実施形態の説明のために、特定の実施形態が例示されて、説明されてきたが、当業者によって明らかなように、本発明の範囲から逸脱することなく、図示され、説明された特定の実施形態の代わりに、多種多様な代替形態および／または等価形態を用いることができる。化学、機械、電気機械、電気、およびコンピュータ技術の技術者には容易に理解されるように、本発明は極めて多種多様な実施形態で実施され得る。本出願は、本明細書において考察された好適な実施形態に関する任意の改変または変更を包含するように意図されている。従って、本発明は、特許請求の範囲およびその等価物によってのみ制限されることが明らかに意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態によるテストプローブシステムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるテストプローブの透視図である。
【図３】ライン３−３に沿って描かれた図２の断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるテストプローブの透視図である。
【図５】ライン５−５に沿って描かれた図４の断面図である。
【図６】本発明の実施形態によるテストプローブの透視図である。
【図７】ライン７−７に沿って描かれた図６の断面図である。
【図８】本発明の実施形態によるテストプローブの透視図である。
【図９】ライン９−９に沿って描かれた図８の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
20、150、230、250  可変インピーダンステストプローブ
24  流体リザーバ
26  ポンプ
31  誘電流体
44  流体体積コントローラ
46  誘電流体チャンバセレクタ
48  体積アジャスタ
56  導電要素
60、170、270  マニホルド
70、72、74  誘電体要素
80、82、160、162、232、252  信号導体
90、92  接地基準導体
166  信号導体の側縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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