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示波器探头根底系列之五——示波器探头使用指南(下)

有源(FET)探头对于许多应用要求高的阻抗和频率(如2GHz以上),则有源探头成为有力的工具。有源探头使用具有高的输入阻抗的场效应管放大

有源(FET)探头

关于许多运用要求高的阻抗和频率(如2GHz以上),则有源探头成为有力的东西。有源探头运用具有高的输入阻抗的场效应管放大器和缓冲器电路。典型的有源探头供给1:1的电压增益和1MOhm输入电阻和2.2pF输入电容,1G带宽。其电路原理图如图14所示:

图 14 有源探头原理图

要害部件包含由场效应管构成的源极,互补双极晶体管构成的发射机。FET供给很高的输入电阻,大于1011倍探头输入电阻。有源探头要求供电,并有一个更为严厉的动态规模。实际上,高带宽有源探头最大的缺陷在于其很简单被高压打坏。由于有源探头远远比无源探头贵,运用者留意应该防止这一点。实际上,有源探头填补了高阻探头和低容值探头的各自缺陷。具有高达2GHz的带宽和相对高的输入电阻,并能够驱动相对长的电缆线。加上有源探

头能够调理偏置和耦合,因而常被用作测验仪器需求脱离待测电路必定间隔的ATE自动测验体系。

图15 探头地线电感的简化模型

探头接地和信号完整性

当频率进步时,探头的二阶效应如探头地线电感将影响丈量波形。地线电感由地线长度和信号频率一起决议。考虑图15的简化模型,探头地线供给了一个信号回路,其电感值为

地平面几何形状的函数。如传统的绕线电感为25nH/inch, 10:1、高电阻探头的电感值为100-150nH。这些电感和探头电容组成谐振回路。如典型的探头电容为15pF,一个7英寸地线为175nH,其谐振频率为98Mhz。假如信号频率在这个值邻近,将会呈现”振铃“现象。

图 16 10:1探头,7英寸地线丈量成果

总结

关于运用快速模仿电路和数字电路的现代的电子技能而言,探头的运用变得反常杂乱。当信号频率变高,电路的负载效应使得非常杂乱。工程师需求考虑挑选适宜的探头和衔接技能来削减这些影响。

探头运用者有用的公式

核算带宽和上升时间的丈量体系

Cs 源电容(单位Farads)

Co 输入%&&&&&%(单位Farads)

Rs 源电阻 (单位 Ohm)

f 源频率(单位Herts)

txxx 上升时间(单位 秒)

BW 带宽(-3dB,单位Herts)

上升时间,Tr:

带宽,BW:

上升时间为带宽的函数:

体系上升时间:

信号上升时间:

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