固始慈济高中 陈鑫:示波器探头知识总结(二)
无源探头根据输入阻抗的大小又分为高阻无源探头和低阻无源探头两种。我们通常所说的无源探头其实就是指高阻无源探头。高阻探头和示波器相连时,要求示波器端的输入阻抗是
上图为1X高阻无源探头的等效电路图,1X无源探头本身无输入阻抗,对测试信号没有衰减,示波器采样到的电压就是被测信号的实际电压,因此不像10X探头那样需要示波器对采样信号放大后再显示,因而示波器本身的噪声没有放大,测量的噪声会小很多,非常适合小信号和电源纹波噪声的测量应用。但是1X探头的输入电容太大,带宽低,信号反射严重。
前面讲了1X探头没有匹配(探头线缆为50Ω特征阻抗,跟示波器的
每次测量前,都需要对示波器探头进行校准,校准方法为:用示波器探头测量示波器自带的低频方波输出,通过示波器屏幕观察信号,用螺丝刀转动探头上的可调电容到最佳补偿状态,如下图所示:
10X高阻无源探头的输入阻抗为9MΩ,示波器内部的输入阻抗为1MΩ,总输入阻抗为10MΩ(10X无源探头上标识的输入阻抗为10MΩ,其实是包含了1MΩ的示波器输入阻抗,探头本身的阻抗只有9MΩ)。
对于10X探头,信号从测试点到示波器器采样点处有一个10倍衰减,示波器采样到的电压幅度是实际被测电压幅度的1/10。采样信号幅值乘以10即是被测信号实际幅度。早期的示波器探头需要手工设置示波器探头衰减倍数,一般有1X和10X两个档位,现在的示波器探头与示波器的连接处有一个自动检测针脚(如下图所示),示波器可以通过这个针脚来读取探头的衰减系数,并自动调整显示比例。`
高阻无源探头中还有一个特殊的种类,即高压探头,其衰减比可达100:1或1000:1,其测量电压非常大,最大可以测量上千伏电压。
高阻无源探头成本低,输入阻抗高,测量范围大,广泛应用于通用测试场合。但是随着测试频率的提高,各种二阶寄生参数很难控制,仅仅依靠简单的匹配电路已经不能把带宽再提高了,所以高阻无源探头的带宽一般在600MHz一下,再高就需要使用有源探头了或低阻无源探头了。
低阻无源探头是最不常用的一种探头,但有其自身特点,下图为10X低阻无源探头原理框图:
低阻无源探头要求示波器的输入阻抗为50Ω,以便与探头的50Ω传输电缆匹配,减小反射,低阻无源探头的带宽很高,如Agilent的
但是由于此类探头的输入阻抗低,测试中并联在电路里可能会对被测信号产生一定的影响,特别是高输出阻抗电路,影响就更明显,因此低阻抗无源探头的应用不是特别广泛。
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