示波器探头补偿
示波器与探头校准
本文所述内容对您的仪器进行设置。
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如何选择合适的探头
三个考虑决定使用探头的类型：
1、评估待测信号类型（电流/电压）
– 电流探头测电流，高压探头测上百伏特信号，一般探头测中间电压信号
2、评估待测信号频率
– 跟示波器带宽选择类似，3倍/5倍于信号最高基频
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机械损坏之二
使用非正式的探针
例子：使用非正式的短探针插入P6245探头中，造成探针无法拔 出。
使用探针不当
例子：用探针来刮开PCB板上的阻焊涂层(绿油)，造成探针根部 的塑料开裂
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电气损坏之一：EOS
探头长期探测超出量程的信号
例子：长期使用P6243探头测试12V电源上电波形。过了一段时 间，探头前端剧烈发热，损坏探头。
电应力过度(EOS－Electrical Overstress )损伤：探头无法工作
静电放电(ESD－Electro Static Discharge )损伤：探头无法工作
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机械损坏之一
探测时给探头施加过度的压力
例子：P7330探头的绿色标签“Read This First”明确指出，探 头必须垂直接触DUT,且压力不可超过3.0lbs（1.36kg）。
，开机半个小时左右热机后，然后直接点击SPC就可以了，这个就 是示波器的校准，大概需要一刻钟；后面有详细的操作说明。 果两次之后还是不在零电平，那么这时候就需要联系我们客服中 心电话（400 820 5835）咨询校准事宜。
如果做完一次之后信号线还不是在零电平，可以再试着做一次；如
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示波器SPC校准:SPC状态的含义
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示波器调节低频补偿步骤
广州致远电子有限公司
文库资料
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1 电子测量仪器-示波器
示波器调节低频补偿步骤
使用无源示波器探头首次与示波器相连须进行低频补偿，以便与它所连接的示波器通道的输入特性匹配，否则可能导致显著的测量误差。
以示波器标配的无源探头为例说明如下。
低频补偿步骤如下所述：
① 将探头连接到示波器前面板的校准信号输出端和信号输入端。
② 将探头衰减档位切换开关拨到×10；调节示波器，使屏幕上显示2~3个信号周期且
信号所占垂直刻度为2至6格。
用调节棒调节低频补偿调节孔，直到方波顶部最平坦，如图2.26所示。
图2.26 低频补偿示意图
同理，可将探头连接到其它示波器通道，重复执行此操作。
DS5042型数字示波器使用简介
DS5042型数字示波器使用简介•在学习这一部分内容时，请同时参照本文稿的“2.DS5042型示波器的操作面板”。
•这一部分将着重指出本实验课经常用到的关于DS5042型示波器的功能，其它请详细参阅课程网站上的示波器说明书。
1）垂直控制(VERTICAL)部分•CH1、CH2、OFF按键•垂直（POSITION）控制旋钮•垂直（SCALE）控制旋钮•MATH、REF按键的功能不做详细地讲述,其使用说明可参见课程网站上的示波器说明书。
2）水平控制(HORIZONTAL)部分•水平（POSITION）控制旋钮•水平（SCALE）控制旋钮•MENU按键功能不做详细地讲述,其使用说明可参见课程网站上的示波器说明书。
•3）触发控制(TRIGGER)部分•触发控制(TRIGGER)的功能中掌握一下“信源•选择”的功能：按下“MENU”按键，在弹出的•菜单中“信源选择”中选择“市电”。
这一功能将•在模拟实验三中用到。
4）常用功能键（MENU）部分•MEASURE按键的功能应重点掌握•DISPLAY、STORAGE及UTILITY按键的功能将略加介绍。
•ACQUIRE、CURSOR的功能不做详细地讲述,其使用说明可参见课程网站上的示波器说明书。
5）立即执行键（RUN CONTROL）部分•AUTO按键的功能应重点掌握•RUN/STOP按键功能不做详细地讲述,其使用说明可参见课程网站上的示波器说明书。
6）信号输入通道•被测信号输入通道CH1、CH2应重点掌握•外触发输入（EXT TRIG）的功能不做详细地讲述,其使用说明可参见课程网站上的示波器说明书。
7）探头补偿器•产生0/3V、1KHZ的方波•探头补偿器的两个信号检测点分别是方波信号输出端和接地端。
8）在示波器屏幕右侧还有5个功能按键，可以根据菜单的提示进行相应的功能操作这里我们将通过几个简单的常用的操作实•例，来学习和掌握上面所提到的常用功能，•使学生对示波器的操作和使用能有一个初步•的认识。
示波器探头基础知识
ScopeArt先生”团队成员示波器探头是示波器使用过程中不可或缺的一部分，它主要是作为承载信号传输的链路，将待测信号完整可靠的传输至示波器，以进一步进行测量分析。
很多工程师很看重示波器的选择，却容易忽略对示波器探头的甄别。
试想如果信号经过前端探头就已经失真，那再完美的示波器所测得的数据也会有误。
所以正确了解探头性能，有效规避探头使用误区对我们日常使用示波器来说至关重要！1对于DCL，寄图1探头等。
?图2 无源探头示意图无源探头一般使用通用型BNC接口与示波器相连，所以大多数厂家的无源探头可以在不同品牌的示波器上通用（某些厂家特殊接口标准的探头除外），但由于示波器一般无法自动识别其他品牌的探头类型，所以此时需要手动在示波器上设置探头衰减比，以保证示波器在测量时正确补偿探头带来的信号衰减。
图3所示为日常最为常见的一类无源探头原理示意图，它由输入阻抗Rprobe、寄生电容Cprobe、传输导线（一般1至1.5米左右）、可调补偿电容Ccomp组成。
此类无源探头一般输入阻抗为10M?，衰减比因子为10：1。
?图3Vscope衰减因子?图4 R&S RT-ZH10高压探头还有一类无源探头，其衰减比为1：1，信号未经衰减直接经过探头传输至示波器，其耐压能力不及其它无源探头，但它具备测试小信号的优势。
由于不像10：1 衰减比探头那样信号需要示波器再放大10倍显示，所以示波器内部噪声未放大，测量噪声更小，此类更适用于测试小信号或电源纹波噪声。
图5 R&S HZ-154 1:1/10:1可调衰减比无源探头无源传输线探头是另一类特殊的无源探头，其特点是输入阻抗相对较低，一般为几百欧姆，支持带图650??图需要注意的是，由于传输线探头的低阻抗，它的负载效应会比较明显。
因此，此类探头仅适用于与低输出阻抗（几十至100欧姆）的电路测试。
对于更高输出阻抗的电路，我们可以选择使用高阻有源探头的方案，将在后续详述。
示波器练习题
示波器练习题一、选择题1. 示波器的核心部件是（）。
A. 显示器B. 示波管C. 电源D. 探头A. 模拟示波器B. 数字示波器C. 混合信号示波器D. 数字存储示波器3. 示波器的时间基准（扫描频率）是指（）。
A. 水平扫描速度B. 垂直扫描速度C. 信号频率D. 示波器屏幕刷新率4. 示波器探头上的衰减系数通常表示为（）。
A. X1B. X10C. X100二、填空题1. 示波器主要由____、____、____和____等部分组成。
2. 示波器的垂直灵敏度是指____。
3. 示波器的水平灵敏度是指____。
4. 在使用示波器测量信号时，探头上的____必须与被测信号匹配。
三、判断题1. 示波器可以测量交流信号和直流信号。
（）2. 示波器的探头可以直接接触被测电路，无需接地。
（）3. 示波器的扫描频率越高，屏幕上显示的波形越稳定。
（）4. 示波器的时间基准（扫描频率）与被测信号的频率无关。
（）四、简答题1. 简述示波器的基本原理。
2. 请列举三种常见的示波器探头类型，并说明它们的特点。
3. 如何使用示波器测量交流信号的频率和幅度？4. 在使用示波器进行测量时，为什么要进行探头补偿？五、综合题1. 某模拟示波器的水平扫描速度为1ms/div，垂直灵敏度为1V/div，已知探头衰减系数为X10。
当观察到屏幕上的波形为10个周期，占据4个格子时，求被测信号的频率和峰峰值。
（1）频率：10kHz，峰峰值：5V（2）频率：1MHz，峰峰值：200mV（3）频率：100MHz，峰峰值：1V3. 使用示波器观察一个方波信号，发现波形出现顶部和底部失真，请分析可能的原因，并提出解决方法。
六、案例分析题1. 某工程师使用示波器测量一个未知频率的信号，设置水平扫描速度为5μs/div，观察到波形在屏幕上重复了4次。
请根据这些信息计算未知信号的频率。
2. 在一个电路调试过程中，工程师使用示波器观察到一个正弦波信号，垂直灵敏度为2V/div，波形峰峰值占据了3个格子。
泰克示波器调探头倍数和单次测量上升沿
泰克示波器使用Tektronix
TBS1104
一．示波器探头衰减倍数设置
1.先查看探头上标注的衰减倍数，探头上标注的是10X
2.设置示波器探头倍数10X，单击1通道按键，单击屏幕上探头字样对应的按
键，调整衰减倍数至10X然后返回；通道2，3,4设置同上
二．示波器单次捕捉上升沿设置
1.按Trig Menu按键，设置如下：
类型：边沿
信源：CH1
斜率：上升
触发方式：自动
耦合：直流
2.设置触发边界，用FLUKE源输出1V电压，加在示波器第一通道，看最高点
在第一个格
3.设置触发参考位置，因为是上升沿触发，所以触发的位置要在最低（0V）和
最高（1V）之间，调整Level旋钮至0V和1V之间的合适位置，(不要在0V
或者1V位置)，调整完成如图中黄色小箭头所示
4.正常情况下，屏幕上端显示R Auto,为了能自动捕捉波形，需要设置单次触发模式，单击示波器上的Single按钮，此时屏幕上端显示R Ready,将信号源输出的1V电压信号加在示波器的通道1上，即可自动捕捉到上升沿信号，并且屏幕上方显示Acq Complete。
再按一次Run/Stop按钮即可取消暂停，回到自动测量界面，屏幕上端显示R Auto。
示波器探头原理
示波器探头原理示波器探头原理示波器探头原理---示波器探头工作原理示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。
探头有很多种类型号各有其没的特性，以适应各种不同的专门工作的击破要，其中一类称为有源探头，探头内包含有源电子元件可以提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。
这种探头通常对输入信号进行衰减。
我们将首先集中讨论通用无源探头，说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响，接着简单介绍几种专用探头及其附近。
屏蔽示波器探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现，如果我们仅仅使用一面导线来代替探头，那到它的作用就好象是一根天线，可以从无线电台、荧光灯，电机、50或60Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号，其些这类噪声甚至还能抽向注入到被测电路中去所以我们首先需要的是屏蔽的电缆，示波器探头的屏蔽电缆通过们于探头尖端的接地线和被测电路连接，从而保证了很好的屏蔽。
示波器探头带宽和示波器一们，示波器探头也具有其允许的有限带宽。
如果我们使用一台100MHz的示波器和一个100MHz的探头，那么它们组合起来的响应就小于100MHz，探头的电容和示波器的输入电容相加，这就减小了系统的带宽，加大了显示的上升时间tr见第一章1.3节上升时间。
使用1.3节的公式tr(ns)=350/BW(MHz)如果示波器和探头各自均为100MHz带宽，其上升时间均为tr=3.5ns 。
则有效系统上升时间就由下式给出：trsystem=sqr(t2rscope+t2rprobe)=sqr(3.52+3.52)ns=sqr(24.5)2ns=4.95ns根据 4.95ns的系统上升时间求得，系统带宽为350/4.95MHz=70.7MHz。
Fluke公司给所有示波器配备的探头都能使示波器保证在探头尖端获得规定的示波器带宽，从上述的计算可以看出，视觉要求探头本射的带宽要比示波器的带宽宽得多。
示波器的原理和应用思考题
示波器的原理和应用思考题示波器原理示波器是一种用于测量和显示电信号波形的仪器。
它通过将电信号转换为可视化的波形图形来帮助工程师分析和诊断电路中的问题。
示波器的原理可以归纳为以下几个方面：1.采样：示波器需要对输入信号进行采样，以获取足够的数据点来还原信号的波形。
采样率决定了示波器对信号细节的分辨能力，采样率越高，示波器显示的波形越精确。
2.模拟到数字转换：示波器将模拟信号转换为数字信号进行处理和显示。
这一过程涉及到模拟到数字转换器（ADC），它将模拟信号按照一定的采样率转换为数字表示。
3.信号处理：示波器对采样的数字信号进行处理，包括滤波、幅度调整等操作。
这些处理可以帮助用户更准确地观察信号波形。
4.显示：处理后的信号被转换为电压或亮度等形式，并在示波器的屏幕上以波形的形式显示出来。
用户可以观察波形的幅度、频率、相位等信息，从而分析信号的特性。
示波器应用思考题1. 示波器的主要应用领域有哪些？分别举例说明。
示波器主要应用于以下几个领域：•电子工程：在电子电路的设计、制造和测试过程中，示波器是不可或缺的工具。
例如，示波器可以用来测试和调试集成电路、电源供应和通信系统等。
•通信工程：示波器在通信系统的测试和维护中起着重要作用。
它可以检测和分析信号的质量、带宽、时域和频域特性等。
例如，示波器可以用来调试无线电收发器、网络传输设备等。
•医学工程：在医学领域，示波器被用于测量和分析生物电信号。
例如，心电图机使用示波器原理来测量心脏电活动，超声仪器使用示波器技术来显示声波信号。
2. 示波器的采样率对波形分辨能力有什么影响？示波器的采样率决定了它对信号波形分辨的能力。
较高的采样率可以捕获更多的数据点，从而更准确地还原信号的波形。
如果采样率过低，则可能会丢失信号的细节，导致波形失真或无法分辨。
因此，较高的采样率能够提高示波器的波形分辨能力。
3. 示波器的触发功能有什么作用？示波器的触发功能可以帮助用户稳定地捕获和显示信号的特定部分。
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课题研究报告
示波器探头补偿
学院：信息工程学院班级：电子 10-1 班姓名：学号：************
201010203009
201010203012
完成时间：2011年12月26日
示波器探头补偿
——讨论探头中串联的RC并联电路参数对测量结果的影响
课题背景
示波器探头不仅仅是把待测信号引入示波器输入端的一端导线，而且是测量系统的的重要组成部分。
探头有很多种类型，以适应各种不同的专门工作需要。
其中一类为有源探头，探头内包含有源电子元件，具有放大能力；不含有源原件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。
这种探头通常对输入信号进行衰减。
为了有效抑制外界干扰信号，示波器探头通过屏蔽电缆与示波器输入连接，如图所示
当被测信号频率很高时，上图中与探头相连的屏蔽电缆的电容就不能忽略，探头的容性负载效应就非常明显，有可能导致探头在高频下无法使用。
为此，可以在探头中增加一个和示波器输入端电路模型相串联的ＲＣ并联电路，以减小探头的容性负载效应，如下图所示，其中Ｃｉ为探头电缆的电容和示波器输入电路模型中电容合并后的等效电容。
Rcmp和Ccmp分别为补偿电阻和补偿电容。
通过课题背景，我们知道在使用示波器时，当被测信号频率很高时，，探头的容性负载效应就会明显，导致探头在高频下无法使用。
所以在探头中增加一个串联的ＲＣ并联电路，来减小探头的容性负载效应。
结合所学知识，电容具有通高频阻低频的性质，当低频信号通过时，电容对其阻碍作用非常明显，探头的负载主要是阻抗作用，所以容性负载效应不明显。
当电路通有高频信号时，探头的负载主要是容抗作用，从而电路中容性负载效应很大，致使被测电路的信号发生变化，所以就不能准确地进行波形测量。
为了减轻探头对被测电路的负载作用，应选择高阻抗、低容抗的探头。
当通有高频信号时，我们需要对其进行衰减，使得电路中容性负载效应减小，保证测量结果的准确性。
为此我们有了如下研究想法：示波器探头补偿电路可以简化为一个简单的RC串并联电路，用一标准示波器对电路信号进行检测，因为任何的不平衡将会带来波形的失真，通过改变ＲＣ电路的相关参数来观察波形的变化，从而来确定ＲＣ的哪些参数对测量结果的影响。
再结合一阶电路时域分析中电路的零状态响应和全响应方面的知识，进行理论上的具体分析。
我们根据的研究想法，简化探头模型为一个简单的阻容分压的电路。
电路图如下：
Ｃ１为补偿电容，Ｒ１为补偿电阻，Ｃ２为输入电容，Ｒ２为输入电阻。
我们对这个电路进行推导和计算：
1.计算初始值ｕC2(0＋)
由于电容电压发生跃变，要根据换路定律和KVL来确定
2.计算稳态u C2(∞)
电容开路时，按照电阻分压公式得到
3.计算时间常数
4.用三要素公式得到电容电压u C2(t)
我们可以看到,波形有3种情况: 1.完全补偿
2.过补偿
3.欠补偿
我们查阅了相关资料，了解到了三种情况的相关波形图。
探头欠补偿波形图
探头过补偿说明图
探头正常补偿说明图
课题结论
结合以上相关的计算和波形图，我们知道:
当时，波形出现完全补偿现象，在这种情况下，电路中的容性负载效应最小。
当时，波形出现过补偿现象，在这种情况下，电路中的容性负载效应较大。
当时，波形出现欠补偿现象，在这种情况下，电路中的容性负载效应较大。
综上所述，为了使用示波器能够精确的测量，两个ＲＣ时间常量必须相等。
课题研究体会
李大伟：在本次的课题研究中，让我对示波器有了更深的认识对电路这门课也产生了一种浓厚的兴趣。
这次实验让我有了一种近距离接触科学的感觉，体验到了科学神秘与严谨，它对数据的要求容不得有半点误差，在探究的过程中虽然遇到了不少难题，但当把它们都克服的时候会让我有一种莫名的成就感，也许这就是科学的魅力吧！虽然我们完成的可能不是最出色的那一个组,当我们也同样高兴因为我们努力了。
郝宾：为了做这个示波器探头补偿研究课题我们泡图书馆，上网查资料，一起讨论向老师和同学询问，深深的了解到了做研究的不易和困难，但当我们看到我们的成果时，我们享受了成功的喜悦，虽然他不是那么完美。
我们觉得我们的努力是没有白费的，结果或许差强人意的，但我们享受这个求知的过程，我们体会到了团队合作的重要，彼此信任和理解！
苏宝：做这样的小课题，我感到是一件有意义的事情，因为能有个这样的机会对示波器更深入的了解，而且电路的相关理论知识得到运用。
同时，在研究课题的过程中学到知识，得到锻炼。
一开始，我记得我们是盲目的查阅资料，没有什么研究思路，但在一次讨论中，我们想起电路课做过一个有关电路响应的实验，那个示波器的波形给了我们一些启发。
于是我们展开分析，有了研究的想法。
虽然我们团队在讨论中常常意见不合：虽然我们遇到很多麻烦，但是通过研究实验，我们彼此信任和理解，团结合作最终问题得以解决。
我们在研究实践中相互学习，在团队合作中成长，学到知识，收获喜悦。
我们小组，在这个小课题的研究过程中收获了知识，对示波器有了更深刻的了解，增强了团队合作能力。
通过本次研究，我们知道了ＲＣ参数对测量结果的影响。
同时，我们想能否把探头内RC电路换成LC电路或ＬＲ电路。
探究LC参数和LR参数对测量结果又有何影响。
电路中除了容性负载效应外，是否还存在感性负载效应。
我们会继续查阅相关资料，对问题从其他角度来思考。
参考文献
【１】电路／邱关源，罗先觉主编.——5版.----北京：高等教育出版社.
【２】电路分析基础／范世贵主编.----西北工业大学出版社.
【３】/view/d9f52281e53a580216fcfeec.html
【４】/view/d9f52281e53a580216fcfeec.html。