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好马配好鞍,为什么说探头如此重要!

本文将讨论探头作为示波器测量链中第一个环节的重要性。由于相对简单,无源探头一般是最坚固、最经济,也是使用最广泛的探头。通用无源探头

本文将评论探头作为示波器丈量链中第一个环节的重要性。由于相对简略,无源探头一般是最巩固、最经济,也是运用最广泛的探头。通用无源探头的优势在于巩固耐用,而不是功能。这种矛盾性长期以来一向存在着,由于这些探头首要被用来调查低速信号。有源探头的带宽一般为 1 GHz以上,丈量的电压低于10 V(部分泰克探头可以高达 40 V),短少无源探头的健旺性。无源探头的带宽一般在 500 MHz 以下,丈量几百伏的电压,巩固耐用。

无源探头的这种局限性(特别是在 1 GHz 体系上),迫运用户不得不购买有源探头。仅探头与示波器匹配要求一项,就导致市场上呈现很多的根本探头。然后,必需运用不同的探头满意不同的丈量需求,又显着进步了探头数量和投入本钱!

泰克新 TPP1000 TPP0500 探头弥补了传统无源探头与功能更高、价格也更高的有源探头之间的空白。泰克是唯一在 1 GHz上把探头带宽与示波器探头带宽匹配起来的厂商。可是,不要被运用简略或结构简略所捉弄,优质无源探头很少有规划简略的!

由于标配无源探头首要用来调查信号,大多数用户会把一条长探头地线衔接到接地上。经过运用长地线,可以更简洁地在电路板周围,把探头移动到各个测验点,而不用衔接和重衔接地。短接地绷簧供给了最佳功能,但接地或许不会一向坐落绷簧的抵达范围内。长地线长 6 英寸()以上,可以更简洁地取得接地衔接,但长地线添加了电感,下降了功能。跟着地线长度进步,丈量中添加的电感也会进步。电感和电容与频率有关,在探头电感和电容进步时,探头功能会下降。例如,衔接 6 英寸地线的探头完成的功能和精度都要高于衔接12英寸地线的相同探头。

可以选用多种计划,处理地线导致的功能问题,如运用更短的地线,或找到输入电容较低的探头。TPP1000 TPP0500 在探头顶级供给了<4 pF 的输入电容,而其它标配无源探头产品供给的输入电容9.5 pF。泰克的这些无源探头,答应用户可以衔接更长的地线,而不会因探头输入电容较高而导致信号劣化。图1 说明晰泰克与其他厂商标配无源探头在衔接长探头地线时的阶跃呼应。添加长探头地线对功能的影响十分大。探头的上升时刻下降,输入信号呈现振铃、过冲进步、起伏精度下降。TPP1000TPP0500使得用户在调查信号时可以方便地运用更长的探头接地,而不会呈现显着损耗,如功能和精度下降。

1. 衔接长地线的标配无源电压探头的上升时刻

无源探头在探头顶级的输入电容和输入电阻目标十分重要,由于它影响着被测电路。在外部设备(如探头)衔接到测验点上时,它会表现为信号源从电路吸收的电流上发生额定的负荷。这种负荷或吸收的信号电流会改动测验 点后边的电路操作,改动测验点上看到的信号。抱负的探头应该有无穷大的阻抗,但这是不或许的,由于探头有必要吸收必定少数的信号电流,以在示波器输入上堆集信号电压。探头将一向感应部分信号源负荷,应战在于使其保持在尽或许低的水平。

问题最大的负荷是由探头顶级的电容引起的。对低频,这种电容具有十分高的电抗,对被测电路影响很小或没有影响。在频率进步时,电容电抗会下降,频率越高,电容负荷越高。经过下降带宽,进步上升时刻,电容负荷会影响丈量体系的带宽和上升时刻特色。TPP1000 TPP0500供给的输入电容显着要低于现有的高阻抗通用无源探头。这些探头在探头顶级的输入电容<4 pF,显着低于非泰克探头中供给的≥ 9.5 pF 的输入电容。图2 是泰克TPP1000与其他厂商标配无源探头的探头负荷比照成果。

2. 探头负荷对标配无源电压探头的影响

白色曲线是输入信号波形,其它曲线显现了在探头衔接 到测验点上时参阅波形的改变状况。要记住,这个图中 显现的波形并不是探头的输出,而是显现了探头对测验 点上的信号的影响。蓝色曲线显现了 TPP1000 对源信号 的负荷影响最小,由于它与参阅波形挨近程度最高,对上升时刻影响最小。非泰克探头新增的输入电容对功能 和精度都有影响。如上所述,电容电抗在较高频率上下降,电容负荷的影响跟着频率进步而加大。探头%&&&&&%越高,在更高频率上的负荷越大,这也便是为什么力科和 安捷伦负荷信号前面有一个圆角,前沿是方波高频成分地点的方位。在勘探更快速的信号时,非泰克探头会更显着地使源信号失真,下降丈量精度。

此外,在衔接到兼容的泰克示波器(MSO/DPO5000 和MSO/DPO4000B系列)时,TPP1000TPP0500可以主动进行低频和高频补偿。不管是低频补偿仍是高频补偿,TPP1000TPP0500所需的时刻都要低于手动调理标配无源探头进行低频补偿所需的时刻。

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