示波器探头教程：认识示波器探头
示波器探头教程：认识示波器探头对于DC来说 探头是一个端接电阻和串联电阻的组合. (见图)而实际的探头 就会存在很多因素影响测试结果. 首先看一下探头的等效模型.理想的探头 是希望可以令信号100%保真 以及对被测电路的0负载.对于 100%保真 这是为了让信号完完整整地被示波器采集进来. 而这个就必须要求探头拥有0衰减、无穷大带宽和在所有频段内的线性相位. (可以想想 不过是不可能的.)而0负载要求 则是保证被测电路接入示波器探头之后 其波形不会受探头的影响. 如果探头有负载 那么就相当于在测试点中加入一个负载 这样肯定会对测试点的波形有影响. (不过这也是不可能做到的 负载为0 则意味着电流为0 那阻抗必须无穷大 那么就要求电路是开路).
要正确的使用示波器 那么正确的认识探头是必须的.
探头 是示波器与被测设备之间的信号传输通道. 没有探头 示波器就是一个废物.
对于示波器的探头来说 探头按照功能可以分为很多类 如: 普通的无源探头 高速探头 差分探头 高压探头 电流探头等.
大多数探头有探头头部 探头电缆和补偿设备或其他信号调解网络组成. (见图)
理想的探头 是希望可以令信号100%保真 以及对被测电路的0负载.
对于 100%保真 这是为了让信号完完整整地被示波器采集进来. 而这个就必须要求探头拥有0衰减、无穷大带宽和在所有频段内的线性相位. (可以想想 不过是不可能的.)
而0负载要求 则是保证被测电路接入示波器探头之后 其波形不会受探头的影响. 如果探头有负载 那么就相当于在测试点中加入一个负载 这样肯定会对测试点的波形有影响. (不过这也是不可能做到的 负载为0 则意味着电流为0 那阻抗必须无穷大 那么就要求电路是开路).
而实际的探头 就会存在很多因素影响测试结果. 首先看一下探头的等效模型.
对于DC来说 探头是一个端接电阻和串联电阻的组合. (见图)
对于AC信号来说 探头就要复杂很多 这里还要考虑到分布电容和分布电感. (见图).
由于探头上存在分布电阻/电感/电容 则考虑的信号的衰减 以及信号上升的延迟 就必须要提到探头的带宽和上升时间的概念了.
探头的带宽 就是探头对信号的测量在不同频率下的衰减满足小于3db(也就是70.7%左右)要求的频段.
探头的上升时间 则是探头在测量理想的瞬间上升信号时 所需的上升时间.
在这里有几个经验公式.
- 5倍规格. 要想完整的测试波形 示波器系统的带宽 要是被测波形的频率的5倍以上. 这是为了考虑在测试非正弦波时 其波形的高频分量需要更大的带宽来采样.
- 3-5倍规格. 要完整地测量波形的上升时间 示波器系统的上升时间要是被测波形的上升时间的3-5倍. (见图)
- 若在没有指明上升时间时 根据这个公式来通过带宽BW来计算上升时间Tr.
Tr = 0.35 / BW
最后 还有一个探头阻抗概念.
不同的探头 其阻抗不同.
