邏輯分析儀的探測標的可以分為兩類，第一類是設計好的（designed in）信號，也就是說待觀察的信號會被傳到邏輯分析儀的接頭，因此可以使用標準的邏輯分析儀測試探棒輕易地加以探測。第二類信號是被忽略的信號（forgotten signals），它們不會出現在接頭，但仍須加以探測，才能達到成功的邏輯分析儀量測。

直到最近，被忽略的信號依舊是設計工程師最感頭痛的問題。在大部份的情況下，都必須經過麻煩的重做程序才能取得這些信號。如果這麼做不切實際，則必須研究出複雜的方法，以便在沒有這些信號的情況下執行量測。不論是哪一種情況，都得犧牲頻寬或觸發，而最終所執行的量測並非設計工程師真正想要執行的量測。現在，只要使用差動式浮動導線，就能輕易地探測被忽略的信號。如今探測這些信號，還能執行最大頻寬的量測。本文將討論浮動式導線，如安捷倫的E5381A的彈性，以及如何輕易連接似乎無法探測的信號。同時檢視連接配件的電子負載和效能，亦會提供真實的探測範例圖。

差動式浮動導線組的基本概念

差動式浮動導線組通常包含17個頻道，並兼具差動和單端式量測能力。測試探棒有17條接線，每一條都包含探針頭網路（probe tip network）。這個拓樸提供了最大的探測彈性，並可達到最大頻寬的量測。這類測試探棒可搭配最新的邏輯分析儀使用。

17個探針頭各自包含一個P和一個N節點。在差動式量測中，必須將一組信號的每一端連接到正確的節點，然後再使用測試探棒來執行標準的差動式量測（即P－N）。測試探棒的探針頭網路能量測200mV的差動式信號漂動（P＝100mVpp，N＝100mVpp）。典型的探針頭提供～20k?的直流負載。電容負載將取決於用來連接目標的配件，但可以達到0.9 pF這麼低。

單端式量測也可利用這些浮動導線來執行，設計工程師只要將測試探棒的N節點連到接地。這時，可以將分析儀中使用者所定義的臨界值設為信號漂動的中點，然後執行單端式量測。這根測試探棒能量測一個250mVpp的單端式信號。值得注意的是，當使用P節點來進行量測時，必須將探針頭的N節點連到接地。這一點與前述的浮動導線組不同，因為它的全部17個頻道可共用一個接地。導致這項限制的原因是為了加強測試探棒的效能。(圖一)顯示一個差動式浮動導線測試探棒範例。

《圖一　差動式浮動導線通常有17條接線，每一條接線都會包含探針頭網路》

BGA碼型的免用手探測解決方案

設計工程師最常碰到的問題之一，就是球點矩陣腳（BGA）封裝的探測。隨著系統密度的提高和PCB層數量的增加，愈來愈多的信號只能從BGA封裝的分線鍍通孔碼型（breakout via pattern）取得。探測這些信號的傳統方法，是以手動的方式讓探針頭接觸鍍通孔。這項操作非常困難，對於常要執行好多次的邏輯分析儀量測來說並不合適。使用阻尼線焊接（damped wire solder down）配件，可以解決這個問題。

在所有的浮動導線配件中，阻尼線配件提供了最大的連接彈性，它可以連接到目標上極小的特性（feature）以利探測。阻尼線配件的尖端包含一個阻尼電阻，可以將目標和1"電線的電容隔開來。它也能降低在邏輯分析儀測試探棒加入額外的軌跡長度時所引發之任何反射。阻尼線可彎曲，所以在定位和焊接時都能輕易地操縱。它能探測高密度的信號，例如焊接在鍍通孔和外露的軌跡上。此外，它可以1500Mt/s的速度執行量測，負載僅1.3pF。

《圖二　在所有浮動導線配件中，阻尼線焊接配件提供了最大的連接彈性》

＜本圖顯示焊接在間距為1mm的BGA分線鍍通孔之阻尼線配件。配件（紅色）可直接滑入探針頭（藍色）的插座中。＞

SMT元件的免用手探測解決方案

設計工程師在執行邏輯分析儀量測時所碰到的另一個問題，就是SMT元件的探測。同樣以手動方式將測試探棒按在元件上是最常見的技術。這項操作很困難，而且必須將測試探棒置於非常小的特性上。使用同軸電阻來作為探測互連，是可行的解決方案。

同軸電阻（82?）的導線裁成適當的長度後，即可插入浮動導線尖端的插座，0接著再將電阻焊接到PCB上面的SMT元件。這個電阻可以將目標與浮動導線尖端插座的電容隔開，並且在目標上提供僅0.9 pF的負載（取決於使用的電阻品質）。

下列圖形顯示以同軸電阻作為互連的應用範例。在此範例中，同軸電阻被焊接在一個52接腳的方形扁腳包裝（QFP）的接腳上，這些接腳位在（0.025"）的中心點。同軸電阻可接觸個別的封裝接腳，而不會跨越相鄰的接腳。

《圖三　同軸電阻的尖端可接觸個別的封裝接腳，而不會跨越相鄰的接腳》

連接到現有的邏輯分析儀管座（傳統型）

最新的差動式浮動導線組，會使用一個不同大小的插座來作為它們的尖端腳座，這個插座提供了量測較大頻寬的能力。然而現有的一些設計是在PCB上安置傳統的插座管座，以搭配傳統型浮動導線測試探棒使用，這時可利用適當的配件將舊型接腳的直徑（0.025"），轉換成差動式浮動導線測試探棒插座的新直徑（0.020"）。(圖四)顯示一個使用插座轉接器配件的範例。圖中顯示如何將插座轉接器插入浮動導線的尖端插座；這些轉接器接著可以套進目標上的0.025"接腳。就電氣特性而言，這項連接（包含原來的0.025"接腳）在目標上提供僅1.1 pF的等效電容負載。

《圖四　插座式轉接器連接（包含原來的0.025"接腳），在目標上提供僅1.1 pF的等效電容負載》

單一節點測試的設計

差動式浮動導線組也可用來探測設計好的信號，如此使用者便可以在PCB四周設計單一節點的測試點，作法是使用差動式浮動導線組的尖端插座可直接套入的三接腳管座。

三接腳管座主要當作傳統的SMT接頭使用，這個接頭可置於目標PCB的不同位置。差動式浮動導線可直接套入管座。在機械特性上，三接腳管座提供了比焊接方法更為可靠的連接，同時也提供在目標上廣泛散佈探測點的彈性。(圖五)顯示使用三接腳管座的範例。圖中顯示置於目標PCB上的三接腳管座及探針頭連接的方式，最後並完成的連接。就電氣特性而言，三接腳管座配件（包含表面黏著金屬接面）在目標上提供僅1.0 pF的等效電容負載。

《圖五　三接腳管座連接，在目標上提供僅1.0 pF的等效電容負載》

結語

邏輯分析是一個強大的工具，能協助數位設計工程師執行系統驗證及縮短產品上市時程，然而若無法建立與待測系統間的可靠連接，擁有再強大的邏輯分析儀也是枉然。以往當信號無法傳到標準的邏輯分析儀接頭時，使用者只有少數幾種選擇。如果信號為量測所需，通常可透過次頻寬連接來觀察信號，但量測的速度會受到限制。如果完全無法觀察信號，使用者就只能執行部份的量測。在最新的差動式浮動導線測試探棒問世之後，上述所有問題均可迎刃而解。現在邏輯分析儀的使用者將擁有一個最大頻寬的探測解決方案，其提供彈性又簡單的連接方式。數位設計工程師再也不必擔心連接被忽略的信號，以及針對這些信號執行最大頻寬量測的問題了。（作者任職於安捷倫科技）