技术与服务热线:400 820 0372

选错这个小部件,再好的示波器也成摆设

下载 (1.6 MB)

采购科研设备,示波器本身的性能最受关注,而探头的选择却容易被忽略。其实,探头对于示波器测试结果的准确性至关重要,它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件,这个部件的选择如果不合适,再先进的示波器也发挥不出作用。

最简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线,复杂的探头则由阻容元件和有源器件组成。于是探头的种类就多了,有源探头、无源探头、差分探头、电流探头……,是不是瞬间就缭乱了?

下面我们就来理一理,看看不同的探头究竟该如何使用。

1:1无源探头

1:1无源探头的等效电路

特点

它需要通过屏蔽线和示波器连接,示波器的输入阻抗一般设为1MΩ。 输入电容=示波器输入电容+电缆浮游容量

适用对象:

因为没有分压输入信号,所以仅限于测量低频小信号。
又因输入电容小于100pF,所以不推荐测量10MHz以上信号。

注意事项:

被测电压不能超过示波器的最大输入电压!

10:1无源探头

1. 中低频无源探头(DC-10MHZ)

10:1中低频无源探头的等效电路

特点:

探头可调电容实现分压比达到10:1的分压效果。

适用对象:

  1. 测试直流~低频(n kHz)信号
    探头阻抗9MΩ和示波器输入阻抗1MΩ进行10:1分压。
  2. 测试中间频率(n kHz~ nMHz)信号
    探头电容10pF和示波器输入电容 (屏蔽线电容+补偿电容+探头电容=90pF)实现10:1分压。

2. 高频无源探头(10MHZ以上)

10:1高频无源探头等效电路

特点:

如上图所示,探头与示波器输入回路组成等效回路。
这是个非常复杂的分压回路,要点是在全部带宽范围内,实现10:1稳定分压特性。

适用对象:测试高频(10MHz以上)信号。

注意事项:

即使是同一品牌,型号不同的示波器输入等效回路也不尽相同,示波器初次使用前,需要对补偿电容进行调整。
在10MHz以上的频率范围,使用非标配探头则无法保证示波器与探头的最佳匹配,达到最佳测量效果。

100:1无源探头

100:1无源探头等效电路

特点:

探头前端(配合补偿电容)和示波器并列得到100:1的分压效果。

适用对象:

  1. 测试直流~低周波(n kHz)信号
    探头前端电阻49.5MΩ和补偿电容电阻1MΩ与示波器的1MΩ并列得到100:1的分压回路。在补偿电容内加入分压电阻是为了安全,尤其是在测试者接触BNC接头时。
  2. 测试中间频率(n kHz~)信号
    探头前端的3pH和示波器输入电容(屏蔽线电容+补偿电容+示波器输入电容=297pF)实现100:1的分圧效果。

注意事项:

100:1探头主要是以探头自身的阻抗实现分压,相比之下,10:1探头对示波器依存度更高 。所以10:1和100:1探头是不能通用的。

FET探头(有源探头)

FET探头等效电路

特点:

测试信号通过FET探头的增益控制后,立刻进入缓冲放大器。因为不受电缆电容影响,可实现低输入电容。同时,FET探头使用FET缓冲放大器,可实现高输入阻抗。

适用对象:

有源探头使用双极性晶体管缓冲放大器,因为基极电流通过,输入电阻较低,所以可以测试GHz级频率的信号。

注意事项:

缓冲放大器的输出信号经过50Ω的同轴电缆,终端示波器同样需要匹配50Ω的输入阻抗。如果示波器的输入阻抗是1MΩ,则需要调整为50Ω。横河示波器具备这种可调功能。

差分探头

差分探头等效电路

特点:

差分探头除去同相电压,仅显示差分信号,隔离示波器的接地端与测量对象的接地端。

适用对象:

可用于CAN、LVDS、高速序列通信等差分信号测量以及开关电源回路的浮地信号测量。

注意事项:

不能确认测量回路是否接地时,测量时需要注意最大共模/差分输入电压。

探头对示波器测量至关重要,所以要求探头对探测的电路影响必须达到最小,并对测量值保持足够的信号保真度。如果探头以任何方式改变信号或改变电路运行方式,示波器就会显示真实信号的失真结果,进而导致测量错误。所以探头的选择和正确使用对于波形测量是至关重要的,详细的探头规格和使用教程,可咨询横河官方网站。

 

 

相关产品和解决方案

10:1无源探头(独立BNC宽工作温度范围) 10:1 702902

无源探头, 1000V(DC+ACpeak) CAT II, 60MHz, 10:1, 10MΩ, 2.5m
宽工作温度范围(-40 to 85°C)
用于ScopeCoder系列的绝缘BNC输入模块

Precision Making

返回顶部
WeChat QR Code
微信扫一扫
获得更多专业服务