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示波器探头使用(yòng)常见误區(qū)

发布日期:2023-11-01 10:46:58         浏览数:   

  误區(qū)一:认為(wèi)100 MHz的“信号”,使用(yòng)100 MHz的示波器探头就能(néng)满足测试需求

示波器探头使用(yòng)常见误區(qū)(图1)


  解释:

  示波器探头带宽与配合它们使用(yòng)的示波器带宽采用(yòng)相同的方法进行规定,即产品响应的-3dB点。

  举例:如果使用(yòng)100 MHz带宽的探头测量100 MHz,1Vpp正弦波信号,那么探头输出将显示正弦波0.7 Vpp的幅度。因此,100 MHz的探头并不适合测量100 MHz的信号。常规的经验是,使用(yòng)具有(yǒu)3倍至5倍时钟频率的探头来进行测量。这样就具备了捕获时钟或数字信号基频的第三或第五谐波的能(néng)力,使得示波器屏幕上的信号能(néng)更准确地表示具有(yǒu)方形边缘的真实信号。另一个有(yǒu)用(yòng)的规则是BW*Tr=0.35。使用(yòng)这个规则可(kě)以确定测量给定的上升时间所需的带宽,也可(kě)以用(yòng)于确定具有(yǒu)特定带宽的探头所能(néng)测量的最快边缘(类似脉冲信号上升时间)。

  误區(qū)二:认為(wèi)只有(yǒu)高带宽测量才需要有(yǒu)源探头。

  解释:

  有(yǒu)源探头的低负载是它们最常被忽视的优势。每当探头与目标发生接触时,探头变成它所测量的電(diàn)路的一部分(fēn)。探头与電(diàn)路之间的这种紧密接触效应称為(wèi)探头负载。

  负载越大,对被测信号带来的探头干扰就越多(duō)。探头制造商(shāng)对探头的输入電(diàn)阻和電(diàn)容做出了规定。典型的500 MHz无源探头為(wèi)并联10 MΩ,電(diàn)容9.5 pf;而典型的1 GHz有(yǒu)源探头為(wèi)并联1 MΩ,電(diàn)容1 pf。

  在直流中,对于被测電(diàn)路而言,无源探头看起来像是一个10 MΩ的对地阻抗,而有(yǒu)源探头将為(wèi)1 MΩ。两者都是非常大的阻抗,这意味着在低频率信号上没有(yǒu)明显的影响。在较高频率下,探头電(diàn)容将会对被测電(diàn)路产生不利影响。例如,在75 MHz的频率下,无源探头電(diàn)容将呈现150Ω的对地阻抗,而有(yǒu)源探头電(diàn)容将呈现2.5 KΩ的对地阻抗。有(yǒu)源探头的较小(xiǎo)電(diàn)容将导致10 kHz以上交流信号含量的负载较无源探头少。

  误區(qū)三:认為(wèi)所有(yǒu)示波器探头的衰减比均為(wèi)10:1。,而且在实际使用(yòng)时没有(yǒu)在示波器中调节衰减比

  解释:

  探头会使被测信号衰减,这样呈现给示波器的信号就不会超过示波器的输入范围。较大衰减比如10:1、50:1、100:1等,用(yòng)于测量较高的電(diàn)压,而小(xiǎo)衰减比如2:1和1:1,适用(yòng)于较低的電(diàn)压。测量系统的噪声(示波器噪声加探头噪声)会使得探头衰减比成正比增加。在选择探头时,这是一个重要的考虑因素。10:1的无源探头和1:1的无源探头都可(kě)以用(yòng)于测量1Vpp的典型信号,但1:1的无源探头会带来更有(yǒu)利的信噪比。尤其是在测试一些像電(diàn)源纹波这些测试中时。

  误區(qū)四:认為(wèi)只需線(xiàn)连接好了就可(kě)开始测量

  解释:

  当大家看到示波器探头所含的众多(duō)连接附件时,可(kě)能(néng)会产生这一误解,认為(wèi)只要简单地将它们与探头相连就可(kě)以达成测量目标。这些附件是為(wèi)了使大家能(néng)够简单、快速地进行定性测量,检查電(diàn)源是否通電(diàn)或者时钟是否切换。定量测量包括上升时间、周期、过冲等等,在进行定量测量时,最好要去掉附件,采用(yòng)尽可(kě)能(néng)短的连接。较長(cháng)的附件会在探头的信号路径添加電(diàn)感,大大降低它的带宽,同时增加被测電(diàn)路的探头负载。

  误區(qū)五:认為(wèi)接地線(xiàn)就是单纯接地

  解释:

  对示波器探头而言,这可(kě)能(néng)并不确切。探头的接地方式会出现错误。探头的接地引線(xiàn)具有(yǒu)電(diàn)感属性,它的阻抗随着频率的增加而增加。探头接地引線(xiàn)越長(cháng),其電(diàn)感越大,频率也越低,在低频率下阻抗会出现问题。沿着探头的屏蔽向下返回的電(diàn)流会遇到此阻抗。这会使得探头带宽降低,造成可(kě)观察到的信号振铃。此外,接地引線(xiàn)越長(cháng),引線(xiàn)造成的环路越大,它也变成拾取杂散噪声的更大天線(xiàn)。最好是始终采用(yòng)尽可(kě)能(néng)短的接地连接。

示波器探头使用(yòng)常见误區(qū)(图2)

  总结

  要实现准确测量,不光要选择一台合适的示波器,探头的选择和科(kē)學(xué)使用(yòng)也是我们必须要认真关注的地方,如果您有(yǒu)更多(duō)疑问或需求可(kě)以关注西安安泰测试Agitek哦!非常荣幸為(wèi)您排忧解难。。


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