您的位置 首页 电子

怎么对用在示波器上的电缆或探头进行校对

要将被测信号显示在示波器上,首先要用电缆或探头将该信号连到示波器的输入端,电缆或探头本身会带来变数和测量误差,具体带来哪些变数

  要将被测信号显现在示波器上,首要要用电缆或探头将该信号连到示波器的输入端,电缆或探头本身会带来变数和丈量差错,详细带来哪些变数和差错取决于多种要素,包含被测信号的频率规模、丈量时的环境温度、探头或电缆本身质量、衔接办法以及老化或损毁程度。跟着示波器的功能日益进步,探头改变的校对作业显得更加重要。示波器的实时带宽愈高,对探头或电缆引进的差错进行校对的必要性愈高 .示波器职业中盛行的校对办法都是用软件或固化软件来完成的,这样做,给示波器硬件技能部分供给很好的灵活性,因为现代数字示波器都运用微处理器对波形进行后处理,因而该办法简直没有什么副作用。

  为便利评论,本文中所用的术语 “校准(Calibration)”和”校对(Correction)”在某种程度上是通用的,只不过校准的意义侧重在校对的设置进程,校对的意义侧重成果,换句话说,校准进程完毕后,将校准成果施加到被测信号上便是校对。

  ”探头”和”电缆”都被称作示波器的附件,作用是将被测信号衔接到示波器输入端,但他们在实践丈量中的电气体现有实质的差异。探头一旦将被测信号和示波器衔接起来,其承当的作用是尽可能不影响被测器材本身,也便是说,被测器材的电压或电流该怎样走就怎样走,但或多或少,仍会有少数信号能量会进入探头,所以说,探头会或多或少盗取被测器材的信号能量,抱负状况下是,盗取的越少越好,最好一点都不偷;电缆则彻底不同,电缆一旦将被测信号和示波器衔接起来,被测信号会彻底通过电缆,从一个点传输到另一个点。换句话说,抱负的探头不会将被测信号担负或偷到自己身上,它仅仅一个电路的偷窥者,尽量不影响被测目标,抱负的电缆则将被测信号彻底担负到自己身上然后传递到示波器输入端。在考虑用什么办法完成探头和电缆的校对时,紧记上述差异才干事半功倍。典型的探头包含有源探头、无源探头、差分探头、引线以及接地延伸引线,典型的电缆则是两头带有衔接头的50欧姆或75欧姆的传输线,衔接头可所以BNC、SMA、SMP或N头号方式。

  世界上没有抱负的探头,因而了解一旦运用探头,它就会从被测目标中或多或少地盗取信号,改变了被测目标的行为,你有必要把探头及其附件对被测目标的影响考虑进去。在本文中,Vsource 表明未衔接探头市的电路信号电压,Vin 表明探头连上后的电路信号电压,该电压包含了探头带来的影响(探头效应),是探头最前端方位处的信号,Vout 表明通过该探头输出端传递给示波器输入端的信号。了解这些信号关于探头校对的评论十分重要。

  直流校对办法

  示波器厂家一般都可对探头作最基本的校对–探头增益和探头偏置调整。探头增益校对是通过调整示波器的刻度设置,以匹配对应的直流值。换言之,仪器通过缩放垂直轴(电压轴)来迫使Vsource与Vout匹配(仅适用于直流)。以安捷伦示波器为例,其内部直流电压源(一般是其”探头补偿”或”校准输出”信号)的源阻抗是 0 Ω,所以Vsource= Vin(探头负载不会对电路形成影响)。留意,示波器在所有频率上运用增益校对(而非仅限于直流频率),以完成匹配。

  直流校对体现为一条简略的直线,即y = mx + b;要确认增益和偏置系数,用户将给定探头前端衔接到仪器的校准信号(一般称为”探头补偿”或”校准输出”信号)。仪器在校准开端后会输出已知的直流电压,并比照通过探头后在示波器输入端的信号值。技能上说,确认增益和偏置系数m和b,只需施加两个直流点,这对示波器不是个问题,事实上,示波器能够施加更多的直流点。这些系数随时刻漂移的起伏一般不会太大,因而每年进行几回探头直流校准就已满足。

  沟通校对办法

  示波器带宽现在现已提升到几个乃至几十个GHz 的水平,探头的特性与频率休戚相关,因而直流校对办法对高端探头不再牢靠。”沟通校对”指针对探头特性随频率改变这一特色的校对计划,意图在于将探头特性调整地与”抱负探头”共同。抱负探头在直流到带宽这一频率规模内,具有很平整的频响,频率挨近带宽时开端呈现电平衰减,在带宽对应的频点(又成为-3dB点)上,信号电平衰减到原有信号的70.7% ,这样的平整频响特性可最大极限下降加载到所衔接电路上的负载(参见图 1a 和 1b)。探头负载归于复合阻抗,抱负状况下为无穷大,这样探头不会对被测电路形成任何影响。但探头制造商因为当时物理学及其他方面的约束,无法生产出抱负的探头。巩固可用的探头都有必定的物理尺度,这会直接影响探头的负载和频响特征,而选用什么资料和何种规划则与本钱相关。

图 1a 抱负探头的频率呼应:最高可到达探头带宽的平整呼应,在超出探头带宽规模具有高衰减

图 1bAgilentPrecisionProbe 图显现了1169A 探头放大器(配有 E2675A 探头)的探头输入阻抗。抱负探头在所有频率上均具有最大阻抗

  怎么界说探头的频率呼应?频率呼应有必要是输入与输出的某个份额,问题在于选用哪个输入–Vin 仍是 Vsource?换句话说,应当挑选探头输入端的电压仍是被测器材的电压(未衔接探头时)?这个问题一度引发了示波器厂商之间的争辩。概况可参看安捷伦运用攻略 1491 和 Tektronix 技能简报 60W-18324-0。运用 Vsource 似乎是一个不错的挑选,因为这代表没有衔接探头时的信号(某种意义上指原始被测器材)。运用 Vsource 则需求已知被测器材的源阻抗,如不知就假定一个值。选用 Vsource 来确认探头呼应的示波器厂家一般假定源阻抗为 25 Ω–这个假定有机会是对的,但有更大的机会是不对的,不同的被测器材特性不一样。被测器材的阻抗许多时分无法知道或实践丈量,即便能够丈量,也不是每一个探头运用者都了解其对丈量的影响。运用 Vin来表征探头呼应不需求假定被测器材的阻抗,避免了条件假定过错,因而可更精确地丈量和评价被测目标,尽管该表征将探头负载效应包含了进去。将探头作为”黑盒”体系进行表征,仅有可行的办法是避开被测器材阻抗和 Vsrc这两个参数,故意要运用Vsrc 来界说探头频响实践上扩展了”黑盒”的概念,将被测器材也纳到了黑盒中了。因为这个纤细而重要的考虑,不同厂商的校对计划也将有所不同。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/qiche/dianzi/209729.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部