对于这个极端测量示例，我选择了一个简单的问题，这个问题已经由我自己和许多其他人(包括过去的人)广泛发表过DesignCon论文。解决方案很容易理解，提供了一个简单的示例来说明这个过程。

图1在传统的2端口并联测量设置中由电缆屏蔽电阻产生的非常大的误差的示例。

屏蔽电阻的误差往往比我们测量的器件大得多，如图1所示，误差为500%。对于这个测量问题，有三种可能的解决方案。一个可能的解决办法是校正误差。虽然这可能会起作用，但校准并不能纠正灵敏度，因此，例如，探针接触电阻或屏蔽电阻的非常小的变化将导致较大的测量误差。

第二种选择是使用带有浮动接收器的仪器。很少有矢量网络分析仪(vna)提供这样的解决方案，尽管Keysight E5061B是其中之一。这仍然局限于仪器的低频端，只能测量到30兆赫兹。

第三种解决方案是使用接地隔离器在端口2断开接地回路:要么是变压器隔离器，它可以解决几kHz以上的接地回路，要么是固态隔离器，它可以一直断开接地回路直到直流。

从我自己的一个关于2端口分流阻抗测量误差[1]的演讲。

这个方程告诉我们，电缆屏蔽电阻误差本质上是端口1电缆屏蔽电阻除以隔离器的共模抑制比(CMRR)。因此，我们可以通过降低屏蔽电阻来解决误差，例如使用低阻电力输送网络(PDN)电缆或使用较短的电缆。第二种解决方案是通过选择具有改进耦合的隔离变压器或使用更高CMRR的固态放大器来提高隔离器的CMRR。我们已经确定了两种特定的工具，可以将屏蔽误差降低到足以使我们进行准确测量的程度。

一旦屏蔽误差最小化，测量可能仍然不正确。下一个障碍被确定。在这种情况下，是连接到DUT的电缆。2端口分流测量是2端口四接触点测量。在图2左边的PCB示例中，电缆首先相互连接，然后连接到DUT，然后DUT以低阻抗通过焊盘连接到地面。电缆到DUT衬垫的非常短的连接只是一个双接触点连接，提高了测量的电阻和电感。

有什么方法可以用来消除下一个障碍?在这种情况下，我们重新设计了PCB，使其具有4点连接(如图3所示)，但肯定有其他解决方案。一种解决方案可能是使用2端口阻抗探头。另一种解决方案可能是不使用SMA连接器，而是将同轴电缆尾焊到电阻上。可能还有其他方法提供四点接触，这一过程将继续进行，直到确定可以用手头设备实施的解决方案。

在解决了地面电阻错误之后，又出现了另一个错误，这个过程一直持续到所有障碍都被移除为止。

排除障碍后，就可以进行测量了。为了保持极端的测量主题，我选择测量一个33 uOhm DUT电阻。测量结果显示噪音很小，直到电阻的感应区域在约20 kHz开始为止是平坦的。

图3在清除识别的问题后，执行电阻的测量。

我们还没有完全完成。我们怎么知道这是正确的结果呢?我们需要使用另一种方法来执行此测量，以验证其正确性。

手头有一个直流电源和一个极低噪声的数字万用表(DMM)，我们可以使用VNA使用的相同连接器测量直流电阻。电源设置为源1安培到其中一个SMA连接器。低噪声DMM连接到另一个SMA连接器，DMM读数为33uV。如图4所示。极限测量现在已经执行并验证。

图4电源源1安培到VNA测量使用的一个SMA连接器，DMM连接到VNA使用的另一个SMA连接器。DMM显示33uV，确认准确的VNA测量。

我经常被问到的一个问题是，“我可以使用2端口阻抗探头进行相同的测量吗?”我们可以把这看作是另一个障碍。探针引入了哪些我们还没有处理过的新工件?

探针使用弹簧销，这些增加了接地电阻。这与较长的电缆所呈现的问题类似。决议和以前一样。较短的电缆或较大的CMRR或较高的阻抗限制。

另一个问题是探头引入了180度相反的SMA连接器所不存在的耦合。这可以通过夹具移除校准和/或隔离校准来解决。

使用相同的电缆和相同的隔离器，阻抗下限提高了一点，但5中的示例显示了使用P2102A 2端口阻抗探头进行180 uOhm测量。

图5使用相同的电缆和隔离器，阻抗下限提高了一点，但测量结果显示使用P2102A 2端口阻抗探头测量的电阻为180uOhm。

为了总结这个例子，我们确定了测量的障碍:屏蔽电阻和与DUT的正确连接。我们确定了控制误差的两个参数:电缆屏蔽电阻和隔离器CMRR。我们用这个解决了护盾阻力的问题。

我们重新设计了PCB以清除DUT接触，但也确定了在我们无法等待新PCB的情况下的替代解决方案。

我们使用第二种方法执行并验证了测量。

随着2端口探针引脚的引入，我们增加了一个新的障碍，并确定了克服新引入问题的限制和选项。

此示例最初在DesignCon 2021．

参考:

史蒂文·m·桑德勒，如何测量超低阻抗(100uOhm及以下)pdn埃迪康大学2018年