关于示波器探头的重要性

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示波器电流探头的相关指标介绍

示波器电流探头的相关指标介绍

示波器电流探头的相关指标介绍示波器电流探头是一种用于测量电路中电流值的仪器,它能够将电路中的电流信号转换为示波器能够显示的电压信号。

这种探头通常由感应环、步进补偿器、衰减电阻和输出端口等部分组成。

在使用示波器电流探头时,我们需要了解相关的指标以确保其能够满足测量需求。

1.带宽:带宽是指示波器电流探头可信度范围内的最高频率。

当电流的频率高于探头的带宽时,探头的输出信号会出现衰减和失真。

因此,带宽是一个非常重要的指标。

通常,带宽的标称值是指探头能够提供准确输出的频率范围。

2.输入电阻:输入电阻是指示波器电流探头对电流信号的负载能力,它决定了电路中电流的测量精度。

输入电阻越大,对电路产生的影响越小,测量结果越准确。

常见的示波器电流探头的输入电阻通常在几十到几千欧姆之间。

3.磁场抗干扰能力:示波器电流探头在测量电流时,通常会受到周围磁场的干扰。

磁场抗干扰能力是指探头对磁场的抗干扰能力,它影响着示波器电流探头的测量精度。

较好的示波器电流探头应该具有较高的磁场抗干扰能力,以保证测量结果的准确性。

4.隔离:示波器电流探头与示波器之间需要有一定的隔离,以保护仪器和操作人员的安全。

隔离通常通过传输电流信号的光纤或者磁性屏蔽来实现。

较好的示波器电流探头应该具有较高的隔离性能,以确保在测量中不会发生电源泄漏等问题。

5.准确度:准确度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的真实值之间的偏差程度。

准确度包括静态准确度和动态准确度两个方面。

静态准确度是指在稳态工作条件下的准确度,动态准确度是指在电流变化较快的瞬态工作条件下的准确度。

通常,准确度是示波器电流探头的重要指标之一,较好的示波器电流探头应该具有较高的准确度。

6.输出灵敏度:输出灵敏度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的变化关系。

输出灵敏度越高,表示探头能够感测到较小的电流变化。

常见的输出灵敏度有几个级别,如1mV/A、10mV/A等。

输出灵敏度需要根据具体的测量要求来确定。

示波器探头使用注意事项,示波器探头的选择

示波器探头使用注意事项,示波器探头的选择

示波器探头使用注意事项,示波器探头的选择于泰克《探头ABC》)4. 为避免测量误差,请务必在测量前对探头进行检验和校准,探头衰减补偿的校准原理和方法我们在前面已经介绍过,这里不再赘述。

5. 对于高压测试,要使用专用高压探头,分清楚正负极后,确认连接无误才能通电开始测量。

6. 对于两个测试点都不处于接地电位时,要进行“浮动”测量,也称差分测量,要使用专业的差分探头。

最佳示波器探头的选择探头的特性和特点中最重要的参数就是带宽和输入阻抗,它们既要与示波器的带宽和输入阻抗匹配,又要将对被测电路的影响减到最小。

因此选择探头时要综合考虑。

5.1 带宽和上升时间探头的带宽或上升时间要等于或优于示波器的带宽。

如果观察纯正弦信号,探头带宽等于被测信号频率的最高值即可;如观察非正弦信号,探头带宽应能容纳被测信号的基波和最重要谐波分量。

为精确地测量脉冲的上升时间和下降时间,系统的上升时间(示波器和探头之和)应该比要测量的最快的上升时间快3-5 倍。

5.2 阻抗匹配探头的输入阻抗要与所用示波器的输入阻抗匹配,另外对被测电路的负载作用最少。

对于低输入阻抗的示波器,应选择有源探头或50Ω输入阻抗的探头;对于高输入阻抗的示波器,应选择×10的探头。

例如示波器的输入阻抗是1MΩ/10pF,探头输入阻抗最好是10MΩ/1pF,这样的探头既有10 倍的信号衰减,对被测信号的负载很轻,又能与示波器输入阻抗匹配。

5.3 负载作用减轻探头对被测电路的负载作用。

除了选择输入阻抗高的探头外,还有记住探头输入阻抗随频率成反比例下降。

5.4 时间延迟的影响每种探头对被测信号的延迟时间存在差异,在进行差分测量以及时间(或相位)一致性测量时,最好使用2 个型号相同和电缆长度相等的探头。

5.5 良好的接地探头的额定频率特性是在同轴系统内测得的结果。

在实际电路应用时,往往探头处于非同轴匹配的系统内,。

构建完美的测量系统——探头ABC

构建完美的测量系统——探头ABC

理想的探头
关键属性
– 连接简易和便利 – 绝对的信号保真度
– 探头尖处原有信号应当被忠实地复 制到示波器输入端
– 零衰减 – 无限带宽 – 跨越所有频率的线性相位
重要概念
– 衰减
– 一个信号的振幅被减小的处理过程
– 线性相位
– 保持非正弦波形中谐波的相对相位 关系
– 负载
– 跨在信源上的阻抗,一个开环电路 是“空载”状态 – 负载作用--加于源的负载从源分 流电流的过程
几种主要探头类型的特点(2)
电流探头
– 电流通过导线引起导线周围电磁场的形成。 电流探头感应这一场的强度,并且转换为 电压信号由示波器测量。 – 变压器效应是AC电流探头的基础 – 霍尔效应是DC电流探头的基础 – 为减轻磁芯饱和与有效地扩大电流测量范 围,一些有源探头提供偏置电流,感应导 体中的电流,然后设置偏流使之与此相等 且相反的电流。通过反相电流的副作用, 反馈电流能调整并阻止磁芯进入饱和状态
– 无源探头通常在几百伏到几千伏 – 有源探头经常是几十伏
–1X探头(1倍增益探头)
– 动态测量范围与示波器一样
–10X探头(10倍衰减探头)
– 将输入信号衰减10倍 – 有效增大示波器测量范围
– 如:示波器灵敏度1mV/div-10V/div,连接10X探头后变为10mV/div-100V/div
– 理想的探头设计
– 控制探头的R、L、C元件 – 衰减及源负载超过指定的频率示波 器
探头带宽和上升时间的限制
探头和示波器设计为在规定的带宽范围上进行测量。超越了 3dB的频率,信号振幅极度削弱,测量结果是无法预知的。
上升时间测量误差可以从这个图表进行估计。示波器 和探头的共同上升时间比被测信号快3倍时,预期测 量误差在5%以内。快5倍时将仅仅导致2%的误差。

浅谈示波器测量中探头的选择和使用

浅谈示波器测量中探头的选择和使用

浅谈示波器测量中探头的选择和使用
目前,数字家电技术的高速发展使与此对应的电子回路速度日益加快,对观测波形信号的示波器和探头的要求也越来越高,因此示波器的采样速率和探头模拟带宽也得到了飞速发展。

但是,不少示波器在实际测量过程中却出现了波形再现性不理想或无法正确观测波形等现象。

问题究竟在哪里?原因在于随着被测信号频率的加快,探头的重要性也更加突出,如果探头性能不佳,就可能导致无法正确完成测量,本文将重点介绍几点测量高速信号时需要注意的探头选择和使用问题。

一、电压探头的主要种类探头是电压传感器的一种,用户应根据被测对象电压值、输出阻抗、电压频率选择相适合的电压探头。

目前示波器所使用的探头种类非常多,探头不同,其输入阻抗(电阻值、电容值)或模拟带宽也有很大差别,在准备测量之前,用户需要充分了解探头种类和各种探头之间的差别。

一般在高频测量中被经常使用的探头大致分为以下三种:
二、高频测量时需要注意的问题负荷效应当探头与被测量回路相连接,探头的输入阻抗将对被测系统产生影响。

这种现象称为负荷效应。

例如:在测量反馈回路时,探头阻抗会改变回路内电压相位,结果使回路动作发生变化,在震动回路中可能改变震动频率,更为严重时出现震动停止等情况。

因此测量时要考虑到探头可能产生的负荷效应,特别是在测量静电容量等敏感电路时,更需要注意探头种类的选择。

探头电容限制测量带宽在测量100MHz 以上高频波形成分时,信号源阻抗和探头电容容量形成低通滤波器,对测量结果产生显著影。

示波器探头用途

示波器探头用途

示波器探头用途示波器探头是示波器系统的一个重要组成部分,用于在电子电路测试和测量中获取并测量电信号。

它通过将电信号连接到示波器的输入通道,将电信号转换成示波器能够显示和分析的波形。

示波器探头的主要用途是测量电路中的电压和电流。

在电子电路的设计、开发、测试和故障排除过程中,探头是非常重要的工具。

下面将详细介绍示波器探头的用途和工作原理。

1. 电压测量:示波器探头最常见的用途是测量电压信号。

示波器通过探头将待测电路的电压连接到示波器的输入通道,然后显示电压随时间变化的波形图。

这样就可以观察电信号的幅值、频率、相位等特征,从而对电路进行分析和调试。

2. 电流测量:除了电压测量外,示波器探头也可以用于测量电路中的电流信号。

为了测量电流,探头通常需要与一个电阻器(称为测量电阻或电流夹)一起使用。

电流信号在通过测量电阻时会产生一个电压信号,然后通过示波器探头测量和显示出来。

这种测量方法称为电流探头(Current Probe),常用于测量高频电流、交流电流等特殊应用。

3. 高频测量:示波器探头可用于高频测量。

高频信号在传输过程中容易产生衰减和信号失真,因此示波器探头必须具有快速的响应速度和良好的频率响应特性。

一些高频示波器探头还配备了阻抗匹配调节器,可以在不同频率下匹配待测电路的阻抗,提高测量精度。

4. 差分信号测量:示波器探头还可以用于测量差分信号。

差分信号是由两个相互干扰的信号组成,常见于许多电路和系统中。

示波器探头的差分测量功能允许用户同时测量并显示两个信号之间的差异,从而帮助分析噪声、干扰、共模电压等问题。

5. 逻辑信号测量:除了模拟信号测量外,示波器探头也可以用于逻辑信号测量。

逻辑信号是数字系统中常见的信号形式,通常表示为0和1。

示波器探头可以将逻辑信号转换成模拟信号,并显示出信号的高电平和低电平状态以及信号的变化情况。

这对于分析和调试数字电路非常有用。

总结起来,示波器探头是示波器系统中的一个重要工具,主要用于测量电压和电流信号。

力科示波器探头使用指南

力科示波器探头使用指南

引言:本文是力科示波器探头使用指南的第二部分,旨在帮助用户了解力科示波器探头的使用方法和技巧。

在本文中,我们将介绍力科示波器探头的基本原理、选择和连接方法、调节和校准技巧,以及一些常见问题的解决方法。

概述:力科示波器探头是一种用于测量电路中的电压和信号的设备,它可以将电压和信号转换为示波器可读取的波形图。

正确使用力科示波器探头可以提高测量的准确性和稳定性,确保测试结果的可靠性。

正文内容:一、力科示波器探头的基本原理1.探头的结构和工作原理2.探头的频响特性和灵敏度3.探头的衰减和放大功能4.探头的输入和输出阻抗二、力科示波器探头的选择和连接方法1.探头的不同类型和规格2.根据测试对象和电路条件选择合适的探头3.探头的连接方法和注意事项4.使用配套的适配器和接头进行连接三、力科示波器探头的调节和校准技巧1.校准示波器探头的接地引线2.调整示波器的垂直和水平灵敏度3.校准示波器探头的频响特性和衰减系数4.使用示波器的自动校准和校准信号源进行校准四、力科示波器探头常见问题的解决方法1.探头引线和连接器的故障排除2.探头频响特性不一致的解决方法3.探头衰减和放大功能失效的解决方法4.探头引入的干扰和噪音问题的解决方法5.探头与被测电路之间的匹配问题的解决方法五、总结本文介绍了力科示波器探头的基本原理、选择和连接方法、调节和校准技巧,以及一些常见问题的解决方法。

正确使用示波器探头对于准确测量和分析电路中的信号非常重要,希望本文对用户能够有所帮助。

在实际使用过程中,用户还应根据具体需求和测试条件进行进一步的实践和调试,以获得更准确的测量结果。

示波器指标含义及重要性

示波器指标含义及重要性

在过去5年左右的时间中,工程师一直把重点更多地放在低压差分信令上,以明显提高系统性能。

数据速率已经以几何级数提高,推动着设备之间的通信更广泛地采用复杂的串行协议,如PCIExpress、Infiniband、XAUI等等。

这些环境涵盖了各种数据速率和传输结构,但所有这些数据速率和传输结构都需要严格的设计和检验方法。

这使得示波器等测试设备的重要性大大提高。

工程师依赖示波器分析串行设备设计的性能,支持检验和调试工作。

他们的任务包括精确进行参数测量、检修和信号完整性分析。

在开发流程后期,他们转向示波器,生成眼图进行一致性测试。

选择示波器的工程师经常只考虑产品手册和杂志广告标题中列明的技术指标。

人们最熟知的指标是带宽、取样速率和记录长度。

尽管衡量示波器性能的这些指标也非常重要,但它们并不能全面表明仪器在实际日常使用环境中的效果。

例如,带宽指标仅指明了示波器的大体频率范围,而几乎与仪器可靠地检测和捕获快速异常事件的能力没有关系。

因此,在评估示波器时,领会主要指标的言外之意非常重要。

这个建议实际有两层含义:第一,最好深入分析厂商大肆宣传的技术指标后面所隐藏的细微差别;第二,记住要研究某些功能,这些功能可能不如市场上最经常吹捧的功能那样光彩夺目,但它们可能会明显影响设计人员工作的效果,甚至会影响工作的有效性。

带宽界定带宽指标当然非常重要。

对不断挑战高速串行总线结构极限的设计人员来说,在购买示波器时,带宽一直是其最首要的考虑因素。

但是,带宽本身只是描述仪器频响的一个指标(正弦波滚降-3dB的频率)。

拥有相同额定带宽的两台示波器可能会拥有非常不同的上升时间,对复杂波形的响应完全不同。

是不是需要认真推敲部分指标或功能,以更好地促进购买者决策呢?有两个方面可以回答这个问题,一个是示波器真正的上升时间性能,另一个是仪器在数字信号处理(DSP)模式下的行为。

模拟上升时间是示波器带宽的函数。

它试图使用教科书中的公式,从带宽中简单地计算上升时间,这是某些公布的上升时间指标的基础。

高速示波器 探头等效电路 解释说明

高速示波器 探头等效电路 解释说明

高速示波器探头等效电路解释说明1. 引言1.1 概述高速示波器是一种广泛应用于电子测量领域的仪器,能够以极高的精确性和响应速度对信号进行采集和分析。

它不仅可以捕捉到高频率、瞬态和复杂的信号波形,还能够提供丰富的测量功能,如电压、电流、频率等参数的测量。

因此,在电子设计、通信、计算机等领域中,高速示波器被广泛应用于信号分析和故障排除等方面。

1.2 文章结构本文将详细介绍高速示波器及其探头等效电路的原理和应用。

首先,在第2节中,我们将对高速示波器进行详细介绍,包括其工作原理、主要应用领域以及未来发展趋势。

然后,在第3节中,我们将重点讨论探头等效电路,包括其基本原理、相关模型以及影响因素的分析。

最后,在第4节中,我们将解释说明一些与探头等效电路相关的要点,深入探讨其意义和实际应用价值。

1.3 目的通过本文的撰写,旨在对读者全面介绍高速示波器及其探头等效电路的基本原理和实际应用。

通过了解高速示波器的工作原理以及探头等效电路的影响因素,读者将能够更好地选择适合自己需求的高速示波器,同时也能够更好地理解和分析测量结果。

此外,本文还将对该领域未来发展趋势进行展望,并提供一些相关研究方向,为读者拓宽思路,引发更多有价值的讨论与研究。

2. 高速示波器2.1 原理介绍高速示波器是一种用于观测和测量电信号的仪器,它能够以可见形式显示出电路中的信号变化。

其工作原理基于采样、存储和显示三个关键过程。

首先,高速示波器通过采样技术将连续的电信号转换为离散时间序列的采样点;然后,这些采样点会被存储在内存中供后续处理和显示;最后,通过将这些采样点转换为电压值,并连接到示波器的显示屏上进行实时展示,用户可以直观地观察到信号的各种参数。

2.2 应用领域高速示波器广泛应用于电子、通信、无线电频谱分析等领域中。

在电子领域中,它们被用于捕获和分析各种模拟和数字电路中的快速脉冲、尖峰和其他时间关键信号。

在通信领域中,高速示波器可用于对高频率信号进行调试和测试,以确保传输性能。

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关于示波器探头的重要性电子产品日益复杂,市场对示波器的带宽和准确性提出更高要求。

这不是购买一台高档示波器就能解决的问题,还需搭配适合的探头和正确的测试方法。

本文从探头的原理出发,讲述如何正确选择和使用探头。

认识示波器探头被测信号不可能直接接入到示波器中,这就需要一个设备为测试点与示波器之间建立电气连接。

根据需求不同,这个设备可以是一个导线,也可能是较为复杂的电路。

这个负责勾连测试点与示波器的设备就是示波器探头。

所以示波器探头至关重要,没有探头示波器将无法进行测量。

图1上图为示波器探头测量时的示意图,从上图可知,示波器一般具有三个典型的部分,探头头部、探头电缆和探头补偿设备。

其中探头头部的作用是与测试点直接接触,从而与被测系统产生电气连接,最终获取到需要测量的信号。

探头电缆的作用则是使示波器和探头头部彼此不互相干涉,可以做到在不移动示波器的前提下,随意移动探头头部,使之可以方便的与测试点接触。

最后的探头补偿设备,主要是为了尽量消除探头电缆带来的负面影响,从一定程度上保持探头的测量准确性。

由探头的基本结构可知,探头是不可能被看为一个透明的设备,一定会有很多性能上的限制,比如探头电缆和补偿设备决定了探头的带宽,又比如探头中的器件尺寸也决定了探头的输入电压。

所以探头会有一些基本的参数。

在此归纳一下:1、衰减系数衰减系数,是所有探头都会有的一个参数,指的是探头使信号幅度下降的程度。

某些探头可能会有可选择的衰减系数。

典型的衰减系数有1×、10×和100×。

1×探头表示不会对信号进行衰减。

10×则表示信号会被衰减10倍再输入示波器。

1×、10×这些名称的由来,是因为之前的示波器没有自动识别探头衰减系数和自动调节的能力,所以需要通过1×、10×这些名称来提醒测试者记得要把测量出来的结果乘以相应的倍数。

2、带宽带宽也同样是一个探头必备的参数,指的是探头导致信号衰减-3dB情况下的频率点。

如下图所示:图2如100MHz探头就有100MHz带宽,500MHz探头就有500MHz带宽。

一些探头,还会有一个低频的带宽频率,比如一些AC探头,不能传递DC信号,它在低频段会有一个带宽参数。

值得一提的是,带宽指的是-3dB的频谱,此时信号被测量出的幅度只有真实信号的70.7%,所以测量者需要考虑对这个结果是否可以被接受,否则就需要使用更高带宽的探头。

3、上升时间带宽指的是对单一正弦波的测量,如果需要测量的是方波,则需要考虑探头的上升时间,该参数是探头在阶跃信号激励的输入下,输出信号从10%上升至90%所需的时间。

这个参数实际上是用来进行评估误差范围的。

比如被测试方波信号的上升沿的上升时间为10ns,则经过一个上升时间为3.5ns的探头,最终输出的上升时间就大致为:上升时间退化了5.9%。

如果此时改用0.7ns的探头,则输出的上升时间为:上升时间仅仅退化了0.24%。

所以测量时,就需要尽量选择上升时间远小于被测信号上升时间的探头,一般需要3~5倍。

4、最大输入电压最大输入电压是指探头可以输入的最大额定值的电压。

最大输入电压取决于探头机身和探头内部器件的额定击穿电压。

一般该项会通过一些安规规范来给出,而不是给出单一的电压,比如一般10×的无源探头的最大输入电压为300VRMS CAT Ⅱ。

其中CAT Ⅱ 指的是一类测试场景,300VRMS CAT Ⅱ指的是在这类测试场景下可以测量的最大电压。

而且这个电压并不是一个恒定值。

而是会随着频率的变化而变化。

一般探头会给出自己的电压额定曲线,如下图所示:图35、输入电容输入电容就是从探头的探头头部端测量出的电容。

对于有源探头,该电容包括探头探针的寄生电容和探头内部电路中的电容。

对于一些无源探头,还要包括探头电缆的寄生电容和示波器本身的电容。

该电容值越小,一般说明探头可测量的频率越高。

6、输入电阻探头的输入电阻是探头的探头头部端测量出的电阻,该值是在DC情况下测量出来的。

对于无源探头来说,衰减比例越大,探头的输入电阻越高。

7、示波器补偿范围多数无源探头都是一种通用的设备,而在不同示波器之间,甚至在同一台示波器不同通道之间都会有所差异。

探头为了兼容这些差异,就会自带一个补偿网络,用来补偿不同示波器间的差异。

如果补偿不足或者补偿过度,就会导致测量结果出现错误。

而这个补偿网络是一定会有一个能够调整的范围的,这个范围就是示波器补偿范围。

一般的无源探头的示波器补偿范围为10~35pF。

8、电缆长度每个探头都必须有一段探头电缆,这是为了更加方便的进行测量。

而这段电缆会造成一定的信号传播延时。

例如,1m左右的探头电缆,大概会有5ns的延时。

对于10MHz的信号,这会造成大概20°左右的延时。

电缆越长,会导致相位信号延迟越长。

而这个延时一般情况下不会对测量造成影响,因为在一定带宽范围内,这个延时并不会跟随信号频率变化而变化,所以不会造成群延时的失真。

只有在两个以上通道一起测量时,传输延时才会产生影响,特别是当电压探头与电流探头一起进行功率测量时,不同探头之间的延时就会造成很大的影响。

所以测量之前需要根据电缆长度来推算大致的延时。

如果延时过大,则需要使用示波器内的延时校准功能。

常见探头种类常见探头分类如下图所示:图4 示波器探头分类其中无源探头常见的有1×、10×、100×三种规格,一般情况下,1×探头多为低带宽探头,适用于测量低频低电压的信号,100×探头耐压值一般较高,适用于一些高压测量情景,而10×探头的带宽一般都比较高,适用于较高速信号的测量。

有源探头中,高速差分探头适用于高速信号的测量,其带宽很高,而且探头负载效益很小,但是一般都价格昂贵。

高压差分探头一般适用于对高压场合的测试,与无源探头相比,不仅输入电压更高,一般都在1000V以上,而且由于其两根测量线对地阻抗都非常高,使其可以直接进行非接地测量,比如在测量市电时,无源探头的地线必须接到市电的地线上,只能测量L或者N与地线之间的电压,而高压差分探头却可以进行任意两线间的测量。

电流探头用于对电流进行测量,有些电流探头只能测量交流,有些也可以进行直流测量。

探头的使用注意事项在探头的使用上,还需要考虑一些问题:1、安全使用探头进行测量时,最重要的就是安全问题。

比如使用无源探头时,探头的地线与示波器的地是连接在一起的,当示波器安全接地的时候,探头是安全的。

但是当示波器没有安全接地时,探头的地线就会存在一定的电压从而给使用者带来危险。

具体情况如图5所示:图5图6 示波器接地由于Y电容的原因,导致原本的接地点电压就不在是0V,而是L与N之间电压的一半也就是110V电压,这个电压会对人体进行伤害。

所以示波器的测量过程中,一定要保证接地良好,或者采用隔离变压器进行完全的安全隔离,否则有可能会导致使用者触电。

而且此时如果探头的地线是接到了一个比较高的电压上,比如说市电的火线上时,就会导致整个示波器外壳都带有220V高压,这时人再触碰示波器时就会发生直接触电,这种情况非常危险,相当于直接将手插入市电插排。

图72、连接顺序探头通过示波器电源线的地线间接接地,而被测系统可能是一个悬浮的系统,为避免危险,地线必须先连接到地上,将示波器与被测系统共地,然后才能将探头探针点在测试点上。

而当断开探头时,也要先断开探针,然后再断开地线。

3、阻抗使用探头时,需要考虑与示波器的匹配问题。

常见的无源探头,一般需要示波器的阻抗档位是1MΩ阻抗。

而一些有源探头则是需要50Ω阻抗。

使用探头前,要看说明书上对应阻抗的说明,来选择相应的示波器档位与之匹配。

4、带宽当使用探头进行测量时,整个系统的带宽就是由探头带宽和示波器带宽两部分组成的,其中任何一个带宽不足,都会导致最终测量结果不能达到要求。

比如选用一个100M的探头配套一个500M的示波器,那么带宽最多也就只有100M左右,这样就无法发挥500M示波器的带宽优势。

所以合理选择示波器与探头,才能让测试带宽达到要求。

5、电压选择探头时,还需要考虑测试信号的电压,一方面要保证测试电压不要高于探头的最大输入电压,另一方面也要保证探头输出的信号在示波器的可测量范围内。

这需要测试者根据测试信号的电压来选择探头。

比如要测量600Vpp的电压信号,就需要选择耐压值超过600Vpp的探头,而一般示波器最大测量电压是80V,所以需要选择一个衰减比大于8的探头。

而如果需要测量的信号是10mVpp的电压信号,则就需要采用无衰减的探头进行测量。

6、地线的影响传统的使用习惯上,示波器的接地方式就是那根长长的接地夹线。

这种接地方式,确实是一种简单方便的接地方式,但是却并不是一种严谨的、准确的接地方式。

图8 接地夹线示意图由于地夹线比较长,其会形成一个寄生电感Lgnd,随着夹线的增长,这个电感也会增大,而这个回路电感会和示波器探头的输入电容Cin产生谐振。

这就导致示波器的幅频特性变得不平坦,导致测量不准确。

下图为使用接地夹时的等效电路。

图9 接地夹线等效电路图下图为用该等效电路仿真出的频谱特性曲线:图10 频谱特性曲线可以看出,在60MHz以上的频率,幅度已经产生了超过3dB的过冲,而到达100M左右时,过冲到最大幅度。

所以如果采用地夹,测量超过60MHz的信号就会产生比较大的失真。

正确的方式应该是采用接地弹簧。

接地弹簧具有非常小的电感,可以大大提升探头的带宽。

图11 接地弹簧示意图而且使用弹簧,也会减小接地环路面积,大大较小空间噪声的辐射干扰。

7、补偿电容的调节对于10×无源探头,其等效模型如下图所示。

图12 探头等效电路其中C1和Cline1是示波器和通讯电缆的寄生电容,是无法去除的。

由于R2的原因,势必会产生一个低通滤波器,这就导致探头无法通过高频信号。

为了提高探头带宽,探头中会加入C2,来进行补偿。

计算可得该系统的零点:系统极点为:只有使得这两个点重合,才能让探头带宽得以平坦。

而示波器的输入电容C1和通讯电缆的电容Cline1都有一定的变化范围,所以必须加入一个可调电容Cadj来进行匹配。

实际使用时,需要通过这个可调电容来将探头带宽调节平坦。

具体方式是将探头链接到示波器的校准片上,然后通过调节探头补偿装置上的调节器,将方波调节平坦。

下图为调节图例。

当屏幕上的波形变为方波时,表示探头调节成功。

图13 探头补偿示意图8、探头的负载效应前文提到过,探头都是具有输入电容和输入电阻的,这就导致其并不能当成一个阻抗无穷大的设备,其测量时的等效模型如下图所示。

图14根据电路知识可知,对于直流信号而言,与未接入探头前相比,Vout会有所下降,因为现在的负载不再是RL,而是RL与Rin并联后的电阻,这势必小于原来的电阻RL。

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