示波器探頭使用常見誤區(qū)

發(fā)布日期：2023-11-01 10:46:58 瀏覽數(shù)：

　　誤區(qū)一：認(rèn)為100 MHz的“信號”，使用100 MHz的示波器探頭就能滿足測試需求

示波器探頭使用常見誤區(qū)(圖1)

　　解釋：

　　示波器探頭帶寬與配合它們使用的示波器帶寬采用相同的方法進(jìn)行規(guī)定，即產(chǎn)品響應(yīng)的-3dB點(diǎn)。

　　舉例：如果使用100 MHz帶寬的探頭測量100 MHz，1Vpp正弦波信號，那么探頭輸出將顯示正弦波0.7 Vpp的幅度。因此，100 MHz的探頭并不適合測量100 MHz的信號。常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)是，使用具有3倍至5倍時(shí)鐘頻率的探頭來進(jìn)行測量。這樣就具備了捕獲時(shí)鐘或數(shù)字信號基頻的第三或第五諧波的能力，使得示波器屏幕上的信號能更準(zhǔn)確地表示具有方形邊緣的真實(shí)信號。另一個(gè)有用的規(guī)則是BW*Tr=0.35。使用這個(gè)規(guī)則可以確定測量給定的上升時(shí)間所需的帶寬，也可以用于確定具有特定帶寬的探頭所能測量的最快邊緣（類似脈沖信號上升時(shí)間）。

　　誤區(qū)二：認(rèn)為只有高帶寬測量才需要有源探頭。

　　解釋：

　　有源探頭的低負(fù)載是它們最常被忽視的優(yōu)勢。每當(dāng)探頭與目標(biāo)發(fā)生接觸時(shí)，探頭變成它所測量的電路的一部分。探頭與電路之間的這種緊密接觸效應(yīng)稱為探頭負(fù)載。

　　負(fù)載越大，對被測信號帶來的探頭干擾就越多。探頭制造商對探頭的輸入電阻和電容做出了規(guī)定。典型的500 MHz無源探頭為并聯(lián)10 M?，電容9.5 pf；而典型的1 GHz有源探頭為并聯(lián)1 M?，電容1 pf。

　　在直流中，對于被測電路而言，無源探頭看起來像是一個(gè)10 M?的對地阻抗，而有源探頭將為1 M?。兩者都是非常大的阻抗，這意味著在低頻率信號上沒有明顯的影響。在較高頻率下，探頭電容將會(huì)對被測電路產(chǎn)生不利影響。例如，在75 MHz的頻率下，無源探頭電容將呈現(xiàn)150?的對地阻抗，而有源探頭電容將呈現(xiàn)2.5 K?的對地阻抗。有源探頭的較小電容將導(dǎo)致10 kHz以上交流信號含量的負(fù)載較無源探頭少。

　　誤區(qū)三：認(rèn)為所有示波器探頭的衰減比均為10:1。，而且在實(shí)際使用時(shí)沒有在示波器中調(diào)節(jié)衰減比

　　解釋：

　　探頭會(huì)使被測信號衰減，這樣呈現(xiàn)給示波器的信號就不會(huì)超過示波器的輸入范圍。較大衰減比如10:1、50:1、100:1等，用于測量較高的電壓，而小衰減比如2:1和1:1，適用于較低的電壓。測量系統(tǒng)的噪聲（示波器噪聲加探頭噪聲）會(huì)使得探頭衰減比成正比增加。在選擇探頭時(shí)，這是一個(gè)重要的考慮因素。10:1的無源探頭和1:1的無源探頭都可以用于測量1Vpp的典型信號，但1:1的無源探頭會(huì)帶來更有利的信噪比。尤其是在測試一些像電源紋波這些測試中時(shí)。

　　誤區(qū)四：認(rèn)為只需線連接好了就可開始測量

　　解釋：

　　當(dāng)大家看到示波器探頭所含的眾多連接附件時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生這一誤解，認(rèn)為只要簡單地將它們與探頭相連就可以達(dá)成測量目標(biāo)。這些附件是為了使大家能夠簡單、快速地進(jìn)行定性測量，檢查電源是否通電或者時(shí)鐘是否切換。定量測量包括上升時(shí)間、周期、過沖等等，在進(jìn)行定量測量時(shí)，最好要去掉附件，采用盡可能短的連接。較長的附件會(huì)在探頭的信號路徑添加電感，大大降低它的帶寬，同時(shí)增加被測電路的探頭負(fù)載。

　　誤區(qū)五：認(rèn)為接地線就是單純接地

　　解釋：

　　對示波器探頭而言，這可能并不確切。探頭的接地方式會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。探頭的接地引線具有電感屬性，它的阻抗隨著頻率的增加而增加。探頭接地引線越長，其電感越大，頻率也越低，在低頻率下阻抗會(huì)出現(xiàn)問題。沿著探頭的屏蔽向下返回的電流會(huì)遇到此阻抗。這會(huì)使得探頭帶寬降低，造成可觀察到的信號振鈴。此外，接地引線越長，引線造成的環(huán)路越大，它也變成拾取雜散噪聲的更大天線。最好是始終采用盡可能短的接地連接。

示波器探頭使用常見誤區(qū)(圖2)