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            示波器探頭(1)

            作者: 時(shí)間:2017-01-04 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            示波器因?yàn)橛?strong>探頭的存在而擴(kuò)展了示波器的應(yīng)用范圍,使得示波器可以在線測試和分析被測電子電路,如下圖:

            探頭的選擇和使用需要考慮如下兩個(gè)方面:

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201701/335958.htm

            其一:因?yàn)樘筋^有負(fù)載效應(yīng),探頭會直接影響被測信號和被測電路;

            其二:探頭是整個(gè)示波器測量系統(tǒng)的一部分,會直接影響儀器的信號保真度和測試結(jié)果


            一、探頭的負(fù)載效應(yīng)
            當(dāng)探頭探測到被測電路后,探頭成為了被測電路的一部分。探頭的負(fù)載效應(yīng)包括下面3部分:
            1. 阻性負(fù)載效應(yīng);
            2. 容性負(fù)載效應(yīng);
            3. 感性負(fù)載效應(yīng)。
            阻性負(fù)載相當(dāng)于在被測電路上并聯(lián)了一個(gè)電阻,對被測信號有分壓的作用,影響被測信號的幅度和直流偏置。有時(shí),加上探頭時(shí),有故障的電路可能變得正常了。一般推薦探頭的電阻R>10倍被測源電阻,以維持小于10%的幅度誤差。
            容性負(fù)載相當(dāng)于在被測電路上并聯(lián)了一個(gè)電容,對被測信號有濾波的作用,影響被測信號的上升下降時(shí)間,影響傳輸延遲,影響傳輸互連通道的帶寬。有時(shí),加上探頭時(shí),有故障的電路變得正常了,這個(gè)電容效應(yīng)起到了關(guān)鍵的作用。一般推薦使用電容負(fù)載盡量小的探頭,以減小對被測信號邊沿的影響。
            感性負(fù)載來源于探頭地線的電感效應(yīng),這地線電感會與容性負(fù)載和阻性負(fù)載形成諧振,從而使顯示的信號上出現(xiàn)振鈴。如果顯示的信號上出現(xiàn)明顯的振鈴,需要檢查確認(rèn)是被測信號的真實(shí)特征還是由于接地線引起的振鈴,檢查確認(rèn)的方法是使用盡量短的接地線。一般推薦使用盡量短的地線,一般地線電感=1nH/mm。

            二、探頭的類型
            大的方面可以分為:無源探頭和有源探頭兩大類。無源有源顧名思義就是需不需要給探頭供電。
            無源探頭細(xì)分如下:
            1. 低阻電阻分壓探頭;
            2. 帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭(最常用的無源探頭);
            3. 高壓探頭
            有源探頭細(xì)分如下:
            1. 單端有源探頭;
            2. 差分探頭;
            3. 電流探頭
            最常用的高阻無源探頭和有源探頭簡單對比如下:


            低阻電阻分壓探頭具備較低的電容負(fù)載(<1pf),較高的帶寬(>1.5GHz),較低的價(jià)格,但是電阻負(fù)載非常大,一般只有500ohm或1Kohm,所以只適合測試低源阻抗的電路,或只關(guān)注時(shí)間參數(shù)測試的電路。
            帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭是最常用的無源探頭,一般示波器標(biāo)配的探頭都是此類探頭。帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭具備較高的輸入電阻(一般1Mohm以上),可調(diào)的補(bǔ)償電容,以匹配示波器的輸入,具備較高的動(dòng)態(tài)范圍,可以測試較大幅度的信號(幾十幅以上),價(jià)格也較低。但是不知之處是輸入電容過大(一般10pf以上),帶寬較低(一般500MHz以內(nèi))。


            帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭有一個(gè)補(bǔ)償電容,當(dāng)接上示波器時(shí),一般需要調(diào)整電容值(需要使用探頭自帶的小螺絲刀來調(diào)整,調(diào)整時(shí)把探頭連接到示波器補(bǔ)償輸出測試位置),以與示波器輸入電容匹配,以消除低頻或高頻增益。下圖的左邊是存在高頻或低頻增益,調(diào)整后的補(bǔ)償信號顯示波形如下圖的右邊所示。
            高壓探頭是帶補(bǔ)償?shù)臒o源探頭的基礎(chǔ)上,增大輸入電阻,使得衰減加大(如:100:1或1000:1等)。因?yàn)樾枰褂媚透邏旱脑骷?,所以高壓探頭一般物理尺寸較大。



            關(guān)鍵詞: 示波器探

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