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示波器探頭的詳細(xì)工作原理

來(lái)源君億道


  示波器探頭不僅僅是把測(cè)試信號(hào)判定以示波器輸入端的一段導(dǎo)線,而且是測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分。探頭有多種類型號(hào)各有其沒(méi)的特性,以適應(yīng)各種不同的專門工作的擊破要,其中一類稱為有源探頭,探頭內(nèi)包含有源電子元件可以提供放大能力,不含有源元件的探頭稱為無(wú)源探頭,其中只包含無(wú)源元件如電阻和電容。這種探頭通常對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減。

  我們將首先集中討論通用無(wú)源探頭,說(shuō)明共主要技術(shù)指標(biāo)以及探頭對(duì)被測(cè)電路和被測(cè)信號(hào)的影響,接著簡(jiǎn)單介紹幾種專用探頭及其附近。

  屏蔽示波器探頭的一個(gè)重要任務(wù)是確保只有希望觀測(cè)的信號(hào)才在示波器上出現(xiàn),如果我們僅僅使用一面導(dǎo)線來(lái)代替探頭,那到它的作用就好象是一根天線,可以從無(wú)線電臺(tái)、熒光燈,電機(jī)、50或60Hz的電源的交流聲甚至當(dāng)?shù)貥I(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者那里接收到很多不希望的干擾信號(hào),其些這類噪聲甚至還能抽向注入到被測(cè)電路中去所以我們首先需要的是屏蔽的電纜,示波器探頭的屏蔽電纜通過(guò)們于探頭頂部的接地線和被測(cè)電路連接,從而保證了很好的屏蔽。

  示波器探頭帶寬

  和示波器一們,示波器探頭也具有其允許的有限帶寬。如果我們使用一臺(tái)100MHz的示波器和一個(gè)100MHz的探頭,那么它們組合起來(lái)的響應(yīng)就小于100MHz,探頭的電容和示波器的輸入電容相加,這就減小了系統(tǒng)的帶寬,加大了顯示的上升時(shí)間tr見(jiàn)第一章1.3節(jié)上升時(shí)間。

  使用1.3節(jié)的公式

  tr(ns)=350/BW(MHz)

  如果示波器和探頭各自均為100MHz帶寬,其上升時(shí)間均為tr=3.5ns 。則有效系統(tǒng)上升時(shí)間就由下式給出:

  trsystem=sqr(t2rscope+t2rprobe)

  =sqr(3.52+3.52)ns

  =sqr(24.5)2ns

  =4.95ns

  根據(jù)4.95ns的系統(tǒng)上升時(shí)間求得,系統(tǒng)帶寬為350/4.95MHz=70.7MHz。

  Fluke公司給所有示波器配備的探頭都能使示波器保證在探頭頂部獲得規(guī)定的示波器帶寬,從上述的計(jì)算可以看出,視覺(jué)要求探頭本射的帶寬要比示波器的帶寬寬得多。


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