探頭作為示波器重要的組成部分,是連接被測信號和示波器的橋梁,今天我們就來聊聊探頭的那些事兒。
探頭的作用
探頭是在測試點或信號源和示波器之間建立了一條物理和電連接。用于傳輸信號。探頭可以是一根簡單的導線,也有可能是一個是復雜的電路網絡。
探頭的特點
探頭的分類
探頭對電路的影響
源阻抗的負載效應
1.沒有接探頭和示波器(上圖a):源負載2Z;測試點的信號振幅 0.5Es;
2.探頭及示波器接入時(上圖b):源負載1.5Z;測試點的信號振幅 0.333Es;
總結:探頭給DUT帶來的輸入阻抗會降低信號的振幅。探頭的輸入阻抗越小越好。
探頭輸入阻抗是隨頻率變化而變化的
電容的負載效應
1.沒有接探頭和示波器:信號上升時間tr1=2.2R1C1=2.2ns;
2.探頭及示波器接入時:信號上升時間tr1=2.2R1(C1+Cp)=3.4ns
總結:探頭給DUT帶來的容性負載會拉長信號的上升和下降時間。
Zp 會隨著頻率提高而下降
……幅度,——相位
探頭接地線的電感效應
總結:電感效應造成阻抗不匹配,帶寬越寬影響越大。接地線的長短會影響電感效應的大小,結果會產生脈沖信號的振蕩。
探頭指標
1.畸變(通用)——畸變是輸入信號預計響應或理想響應的任何幅度偏差。在實踐中,在快速波形轉換之間通常會立即發生畸變,其表現為所謂的“減幅蕩”。
2.衰減系數 (通用)——所有探頭都有一個衰減系數,某些探頭可能會有選擇
的衰減系數。典型的衰減系數是 1X、10X 和 100X。衰減系數是探頭使信號幅度下降的程度。
3.電容 (通用)——探頭電容指標是指探針上的電容。這是探頭在被測電路測試點或被測設備上的電容。探針電容非常重要,因為它影響著測量脈沖的方式。低電容最大限度地降低了進行上升時間測量的誤差。
4.帶寬 (通用)——所有探頭都有帶寬。10 MHz 探頭有 10 MHz 的帶寬,100 MHz 探頭有100 MHz 的帶寬。探頭的帶寬是指探頭響應導致輸出幅度下降到70.7% (-3 dB)的頻率
5.精度 (通用)——對電壓傳感探頭,精度一般是指探頭對 DC 信號的衰減。探頭精度的計算和測量一般應包括示波器的輸入電阻。(例:在3%范圍內10X模式(對示波器輸入阻抗為1 兆歐±2%))。對電流傳感探頭,精度指標是指電流到電壓轉換的精度。這取決于電流變換器線圈比及端接電阻的值和精度。
6.安培秒乘積 (電流探頭)——對電流探頭,安培秒乘積規定了電流變換器磁芯的能量處理功能。如果平均電流和脈寬的乘積超過額定安培秒乘積,磁芯會飽和。
7.CMRR (差分探頭)——共模抑制比(CMRR)是指差分探頭在差分測量中抑制兩個測試點共用的任何信號的能力。