理想情况下,所有示波器探头都应该是一根不会对被测设备造成任何干扰的导线。当连接到您的电路时,它具有无穷大的输入电阻,而电容和电感为零。这将准确地复制测量的信号。但现实是示波器探头会给电路带来负载效应。探头上的电阻、电容和电感元件可能会改变被测电路的响应。
只要你把探头接到示波器上,用你的设备接触它,探头就会成为电路的一部分。探头对设备施加的电阻、电容和电感负载效应会影响您在示波器屏幕上看到的信号。这些负载效应可能会改变被测电路的工作状态。了解这些负载效应有助于避免为特定电路或系统选择错误的探头。探头具有电阻、电容和电感特性,如图所示。
探头的基本电路
为了在过于狭窄的环境下到达检测点,可能有必要寻找增加长导线或电线的方法。但在探头上增加附件或探头会降低带宽,增加负载效应,导致频率响应不均匀。
一般来说,探头的输入线或引线越长,带宽降低越大。窄带宽的测量可能不会受到很大影响,但在进行宽带宽(尤其是1 GHz以上)的测量时,应仔细选择所用的探头和附件。随着探头带宽的减小,您将失去测量快速上升时间的能力。下图演示了示波器显示的上升时间如何随着附件长度的增加而变慢。为了获得最精确的测量,最好使用最短的探头。
不同的探头引线长度对应的探头负载效应
对应于不同探头引线长度的探头负载效应。
使用最短的引线来保持探头的带宽和精度。
另外,最好使用较短的接地引线,因为它们越长,引入的电感就越大。保持接地线尽可能短,并尽可能靠近系统接地点,以确保测量的可重复性和准确性。
提示:如果必须在探头上加一根导线才能到达难以到达的检测点,最好在探头上加一个电阻,以减少加导线引起的谐振。添加长导联时,可能无法解决带宽限制问题,但可以平坦化频率响应。为了确定要使用的电阻,可以检测一个已知的方波,例如示波器上提供的参考方波。如果电阻设置正确,您将看到一个干净的方波(除了其带宽可能受到限制)。如果信号响起,请增加电阻。单端探头只需要在探头处加一个电阻。如果您使用差分探头,请为每条引线添加一个电阻。
在探头上加一个电阻,可以克服长探头连接引起的谐振,减少振铃和过冲。但是,它不能解决增加引线带来的带宽限制。
电阻器用于抑制长探头引线引起的峰值。
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