为了尽量削减对被测器材的容性负载,大多数探头运用一个X10(也称为10:1)衰减器。咱们往往能够对它进行校准或补偿,以进步频率呼应。下面以Pico公司的MI103(250MHz)的探头为例介绍的校准技能。这些校准办法能够应用到任何可调的无源探头,但并不是这儿介绍的一切的校准办法都是有必要的。
有两种补偿的类型:低频补偿和高频补偿。校准按键一般设置在探头的两头,如图1所示。
图1:MI103探头微调器方位
低频补偿
低频补偿(LFC)需要在kHz规模内调整X10探头的频率呼应。低频补偿有必要在高频补偿(HFC)之前进行。
图2显现了一个典型的探头模型。Cp是在放置在探头顶级的耗散电容。R1是一个9MΩ的串行电阻,用来阻隔电缆电容和被测设备的输入。其组成示波器的一个带有1MΩ输入阻抗的10:1Rscope衰减器。
图2:示波器探头模型
Ccomp1是一个可变电容,组成探头低频补偿的调整部分。Cp是用来调整R1和Ccomp1的时间常数来匹配Cscope、Ccable和Rscope设定的时间常数。实际上,咱们在高频段(100 kHz以上)有一个直流电阻分压器和一个电容分压器。Ccomp1置放在MI103探头的顶部完成微调,接近衰减开关。Ccomp2和Rcomp是用在探头的高频补偿(HFC)部分,详细状况将在下一节评论。
最简略的对探头进行低频补偿的办法是输入一个相对边缘改变较慢的方波,但重要的是,不能过冲。
图3显现的是怎么经过波形判别低频补偿是否合理。低频补偿过多,探头的高频(HF)增益将会比它的低频(LF)增益高。低频补偿过少,高频增益将会低于低频增益。
图3:低频补偿
高频补偿
影响探头的高频率呼应的两个不定要素:电缆阻抗以及示波器的输入阻抗。示波器的输入端一般不是一个抱负的电容,它会带有一些串联电感使得电路不具有非线性。
图4显现了在示波器的输入端放置一个陶瓷芯片电容器时的典型特征。因为电容的串联电感在存在,阻抗在它开端再次添加之前会跟着频率改变有一个微降的进程。最低阻抗点的频率便是电抗和容性阻抗持平时的共振频率。
图4:陶瓷电容器特性
由这张图咱们能够看出,在甚高频(VHF)的状况下,示波器输入端并不是由简略的一个电阻与一个电容并联组成,还需要进一步考虑PCB杂乱的非线性特征。高频示波器的输入阻抗由一个1MΩ的接地电阻、耗散电容和电感组成。它们都有与自己的串联和并联的电感和电容元件,而这些往往在甚高频的状况下具有非线性特性,这使得状况进一步杂乱。
为了补偿非线性,往往在高频探头的BNC输入端嵌入一个十分小的%&&&&&%和一个串联电阻进行分流。这能够用在更高频率的任何非线性区域,在的超越探头测验规模也不会形成严峻的过冲。
Rcomp和Ccomp2是探头的高频调谐元件。该电路是经常在PCB的BNC连接器屏蔽的状况下运用,以尽量削减电缆和噪声拾取的影响。Pico公司的MI103探头有两个这样的RC网络,每个都有自己的可调电阻。一个操控中频段,另一个操控高频段。两者会相互和谐以到取得更好的呼应曲线。
要进行高频探头补偿,有必要输入一个边缘改变十分快的方波。该波形有必要具有很少或没有过冲的快速边缘(比探头上升时间短3X)。Pico采用过冲不到3%的信号发生器和一个十分时间短的上升时间。一起,应考虑脉冲发生器的50Ω端接器的电压驻波比,低端的端接器或许形成额定的过冲。