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示波器探头根底入门攻略(下)

在《示波器探头基础入门指南(上)》一文中,我们主要介绍了示波器探头的种类及其工作原理,接下来我们将介绍示波器探头的主要指标,如何选

在《示波器探头根底入门指南(上)》一文中,咱们首要介绍了示波器探头的品种及其作业原理,接下来咱们将介绍示波器探头的首要目标,怎么挑选示波器探头,以及在示波器探头的运用过程中应该留意哪些问题。

2 示波器探头的首要目标

2.1 带宽

与示波器相同,示波器探头的频响相似一个低通呼应。探头的带宽是指探头呼应输出起伏下降到70.7%(-3dB)时对应的输入信号频率。

图1探头频响及带宽界说

当示波器合作探头运用时,示波器+探头就构成了一套丈量体系,此丈量体系的带宽满意以下公式:

可见,探头带宽越高,对示波器带宽的影响也就越小。一般咱们引荐示波器探头的带宽为示波器带宽的1.5倍,即探头带宽略高于示波器带宽。

2.2 上升时刻

探头的上升时刻是指探头对阶跃函数10%-90%的呼应时刻。一般来说,探头带宽越高,上升时刻越短。

与示波器相同,大多数探头的带宽与上升时刻满意0.35公式,即:

Trise= 0.35/BWprobe

示波器+探头丈量体系的上升时刻则满意以下公式:

2.3 输入阻抗

探头一般都标示了输入阻抗值,从50Ω至10MΩ乃至更高。探头的输入阻抗会严重影响探头的负载效应(将在第三节中胪陈)。输入阻抗越大,探头的负载效应越小,对待测电路正常作业影响也就越小。输入阻抗越小,探头的负载效应越大,对待测电路正常作业的影响就越大。

2.4 输入电容

输入电容是有源探头的一项要害目标。有源探头的输入电容一般很小,小至pF乃至零点几pF。小的电容会在高的频带上供给较大的输入阻抗,然后减小负载效应。由输入%&&&&&%导致的输入阻抗公式如下:

Rin= 1/2πfCin

由以上公式可知,Cin越小,探头能够支撑更高的带宽f,这也是为什么有源探头相对于无源探头而言能够供给更大的带宽的原因。

2.5 衰减比

一般探头都会对勘探到的信号进行衰减,然后输送至示波器。最常见的衰减比为10:1,即信号衰减为原始的十分之一,此刻衰减比标示为10X。此外,常见的还有1X、100X、1000X探头号。

2.6 最大输入规模

探头都有最大输入规模,超越必定输入规模则或许损坏探头。

3 示波器探头运用留意事项

3.1 负载效应

探头的负载效应是指被测电路接上探头后,探头与示波器一同组成了待测电路的并联负载,然后招引一部分电流流入示波器,对原始待测电路上的信号产品影响。假如负载效应很大,则测到的波形与原始波形改变很大,示波器就不能精确丈量波形。

图2示波器探头接入引起负载效应

那么怎么评判探头的负载效应呢?一般来说,探头接入的输入阻抗应为待测电路待测点处输出阻抗的10倍以上,此刻负载效应较小,丈量误差在答应规模以内。

如下图所示:

图3负载效应示例

在探头勘探前,勘探点的电压为5V × 100KΩ/(100Ω+100KΩ)=4.995V。探头勘探后,并联了一个1MΩ的阻抗,此刻勘探点的电压为:

5V × (90.9k)/[100+(90.9k)] = 4.994V

此刻,探头引进的负载效应仅为0.001V,能够忽略不计。假如待测点的输出阻抗更高,则需要运用更高输入阻抗的探头。

值得一提的是,当咱们测验由信号源输出的射频信号时,一般运用的是50Ω传输线缆。50Ω的传输线缆与信号源输出阻抗(50Ω)相匹配,使功率最大的传输至示波器,然后确保了丈量精度。

而在某些时分,工程师期望测验电路板上某个勘探点处的频谱,往往运用剪断的50Ω传输线缆,在剪断处剥离地和传输芯,用以触摸勘探点。线缆另一端则衔接至频谱仪。

图4前段剥离的50Ω传输线缆

这种做法则是不可取的,电路板上的勘探点与射频源的输出不同,因为传输线的50Ω低阻抗,会对测验点处引进较大的负载效应。正确的做法是,运用高输入阻抗的探头替代50Ω传输线缆,与频谱仪衔接。

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