示波器測ab相 示波器探頭基本知識

2021-10-16 11:55:49 字數 2395 閱讀 1141

使用什麼樣的示波器和探頭,主要取決於被測訊號的乙個特點:是不是快速變化訊號。變化更快速的訊號就要選擇相對更高頻寬和更小電容的探頭。

目前,市場上常見的探頭分為無源和有源探頭兩大類。有源探頭的**遠大於無源探頭,但有源探頭相對無源探頭可以實現更高的頻寬。

那多快變化的訊號才需要用到有源探頭了呢,測10m時鐘訊號要用有源探頭嗎?為什麼示波器輸入電阻有時候設定1mω,有時設定50ω?看完下面的探頭基本知識,你就能有乙個大概的判斷了。

無源探頭

無源探頭與示波器1mω組成乙個電阻分壓,將輸入訊號衰減為被測訊號的1/10。高阻抗輸入就是無源探頭無法將頻寬做高的主要原因。

最常見的就是上面這種結構的無源探頭,還有一種下面結構的無源探頭,使用時候示波器輸入電阻選50ω檔位。該種探頭雖然可以將頻寬做高,但無疑會給被測電路帶來較高的負載影響。

無源探頭有4個比較重要的引數:頻寬、輸入電容、衰減比、最大輸入電壓。以tek的p6111b為例:

bandwidth

200 mhz

input capacitance

14.1 pf

attenuation (system)

10x_1.3% at dc

maximum working input voltage

300 v, cat ii

當然也有更小輸入電容的無源探頭,常見的有8pf的。也有輸入電容更大的無源探頭,本人使用過乙個95pf的。相比較其他幾個引數,輸入電容這個是在使用無源探頭時需要重點關注的。

有源探頭

有些有源探頭需要外部電源單獨供電,有些可以通過示波器探頭介面取電。由於探頭內部有運放做了一級阻抗變換,示波器預設採用50ω阻抗即可。

有源探頭有5個比較重要的引數:頻寬、輸入電阻、輸入電容、偏置範圍、線性動態範圍。以tek的p7240為例:

bandwidth

4 ghz

input resistance

20 kω at dc

input capacitance

0.85 pf @100 mhz

offset range

-5.0 v to +5.0 v

linear input dynamic range

-2.0 v to +2.0 v (equivalent to --0.4 v to +0.4 v at the output of the probe.)

下面是探頭在最小地針情形下測試的資料圖,延長地針(地線)會減小該探頭的頻寬,因為會引入額外的寄生電感和寄生電容。粗略估計,2cm長的地線就可以使測試頻寬降為2ghz。所以為了保證更高的測試頻寬,建議用最小地針測試。

雖然輸入電阻為20kω,但在高頻下寄生電容等引數會極大地降低探頭的輸入阻抗。

為保證對訊號的測量在最大線性動態範圍內,在使用前需要根據測量訊號的直流偏置在示波器上對探頭進行直流偏置設定,直流偏置設定大小要滿足探頭給出的直流偏置範圍內。

現在是不是對示波器探頭有乙個全新的認識了(其實進步就是認識的重新整理)。接下來回答最初提出的問題:

測10m時鐘訊號要用有源探頭嗎?

沒有太多必要,如果錢多另外考慮。無源探頭的頻寬一般都在100mhz以上。100mhz頻寬的探頭完全cover的住10mhz的訊號。反倒是訊號的反射是有時不可避免要考慮的問題,必要是需要用同軸電纜直接接示波器測試。

為什麼示波器輸入電阻有時候設定1mω,有時設定50ω?

示波器的這兩檔完全是為兩種不同結構的無源探頭設計的。高速示波器接有源探頭後往往直接預設配置為50ω,不需要手動配置。

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