示波器被誉为“电子工程师的眼睛”,作为示波器不可缺少的组成部分,示波器探头的参数直接影响到测试结果的准确性及正确性,因此,能否正确选取合适的示波器探头直接关系到测试工作的成败,作为一名电子工程师,我们必须知道各种示波器探头的特点、原理及适用场合。
示波器探头的种类有很多,大体上可以分为电压、电流、逻辑等几大类,如下图所示:
♦电压探头
理想中的电压探头没有负载效应,不会对测量造成任何影响,同时对信号没有任何失真。理想探头具备如下特征:
1).输入电阻无限大;
2).输入电容为0;
3).带宽无限大;
4).动态范围无线大;
5).1:1衰减;
6).无延迟;
7).无相位偏移;
8).机械结构适合测量应用。
在实际中,这种理想探头是不存在的。为了说明探头对测量的影响,我们可以把探头模型简单等效为一个R、L、C电路,把这个模型与被测电路放在一起,如下图所示:
况下Cprobe 应该为0,但是实际做不到。一般无源探头的输入电容在10pf 至几百pf 间,带宽高些的有源探头输入电容一般在0.2pf 至几pf 间。
Lprobe是探头导线的寄生电感,通常 1mm 探头的地线会有大约 1nH 的电感,信号和地线越长,电感值越大。探头的寄生电感和寄生电容组成了谐振回路,当电感值太大时,在输入信号的激励下就有可能产生高频谐振,造成信号的失真。所以高频测试时需要严格控制信号和地线的长度,否则很容易产生振铃。
在使用示波器时,需要对示波器测量通道的耦合方式和输入阻抗进行设置,耦合方式有AC和DC两种,输入阻抗有1MΩ和50Ω两种。示波器的探头种类很多,但是示波器的的匹配永远只有1M 欧姆或50欧姆两种选择,不同种类的探头需要不同的电阻与之匹配。示波器输入接口的电路示意图如下图所示:
余下示波器探头的相关知识,见文档~
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