示波器探头的选择和作用及原理

发布时间:2023-01-05  

  示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围,使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路,如下图:

图片1.png

  示波器探头的作用

  探头的选择和使用需要考虑如下两个方面:

  其一:因为探头有负载效应,探头会直接影响被测信号和被测电路;

  其二:探头是整个示波器测量系统的一部分,会直接影响仪器的信号保真度和测试结果。

  01、探头的负载效应

  当探头探测到被测电路后,探头成为了被测电路的一部分。探头的负载效应包括下面3部分:

  阻性负载效应;

  容性负载效应;

  感性负载效应。

图片2.png

  探头的负载效应

  阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻,对被测信号有分压的作用,影响被测信号的幅度和直流偏置。有时,加上探头时,有故障的电路可能变得正常了。一般推荐探头的电阻R>10倍被测源电阻,以维持小于10%的幅度误差。

图片3.png

  探头的阻性负载

  容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容,对被测信号有滤波的作用,影响被测信号的上升下降时间,影响传输延迟,影响传输互连通道的带宽。有时,加上探头时,有故障的电路变得正常了,这个电容效应起到了关键的作用。一般推荐使用电容负载尽量小的探头,以减小对被测信号边沿的影响。

图片4.png

  探头的容性负载

  感性负载来源于探头地线的电感效应,这地线电感会与容性负载和阻性负载形成谐振,从而使显示的信号上出现振铃。如果显示的信号上出现明显的振铃,需要检查确认是被测信号的真实特征还是由于接地线引起的振铃,检查确认的方法是使用尽量短的接地线。一般推荐使用尽量短的地线,一般地线电感=1nH/mm。

图片5.png

  探头的感性负载

  02、探头的类型

  示波器探头大的方面可以分为:无源探头和有源探头两大类。无源有源顾名思义就是需不需要给探头供电。

  无源探头细分如下:

  低阻电阻分压探头;

  带补偿的高阻无源探头(常用的无源探头);

  有源探头细分如下:

  单端有源探头;

  差分探头;

  电流探头

  常用的高阻无源探头和有源探头简单对比如下:

图片6.png

  有源探头和无源探头对比

  低阻电阻分压探头具备较低的电容负载(<1pf),较高的带宽(>1.5GHz),较低的价格,但是电阻负载非常大,一般只有500ohm或1Kohm,所以只适合测试低源阻抗的电路,或只关注时间参数测试的电路。

图片7.png

  低输入电阻探头结构

  带补偿的高阻无源探头是常用的无源探头,一般示波器标配的探头都是此类探头。带补偿的高阻无源探头具备较高的输入电阻(一般1Mohm以上),可调的补偿电容,以匹配示波器的输入,具备较高的动态范围,可以测试较大幅度的信号(几十幅以上),价格也较低。但是不知之处是输入电容过大(一般10pf以上),带宽较低(一般500MHz以内)。

图片8.png

  常用的无源探头结构

  带补偿的高阻无源探头有一个补偿电容,当接上示波器时,一般需要调整电容值(需要使用探头自带的小螺丝刀来调整,调整时把探头连接到示波器补偿输出测试位置),以与示波器输入电容匹配,以消除低频或高频增益。下图的左边是存在高频或低频增益,调整后的补偿信号显示波形如下图的右边所示。

图片9.png

  无源探头的补偿

  高压探头是带补偿的无源探头的基础上,增大输入电阻,使得衰减加大(如:100:1或1000:1等)。因为需要使用耐高压的元器件,所以高压探头一般物理尺寸较大。

图片10.png

高压探头的结构


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    无源探头的工作原理;无源探头的原理是示波器探头在测量时,每次使用前都应当配合该次测量的示波器输出的测试信号,旋转探头的可调节电容,确保示波器检测校准波形是一个完整的方波。示波器......
    如何校准示波器无源探头;部分工程师在做电路调试的过程中,通常需要利用探头把被测信号引到示波器的通道上。 在利用探头探测信号过程中,很多工程师都是拿起示波器就开始直接探测信号,大部分工程师会忘记要对示波器和探头......
    最广泛。基本上,每个使用过示波器的人都接触过这种探头。当高阻无源探头与示波器连接时,示波器端的输入阻抗要求为1M欧姆。以下是10:1高阻无源探头的原理框图。   为了方便测量,探头通常长约1米。如果......
    为例,介绍探头的校准方法。       1 、示波器探头电路原理与主要校准指标       以 10 : 1的高阻无源探头为例,原理如图所示:        从上图可知,探头电阻与示波器......
    大可测几百伏)以及价格便宜,缺点是输入电容大且需要补偿。下图为10:1高阻无源探头原理图:   图1 10:1高阻无源探头原理   其中C可调可以认为是线缆的电容、示波器的电容和可调电容的并联等效值。我们......
    感性负载   02、探头的类型   示波器探头大的方面可以分为:无源探头和有源探头两大类。无源有源顾名思义就是需不需要给探头供电。   无源探头细分如下:   低阻电阻分压探头;   带补偿的高阻无源探头(常用的无源探头......
    无源探头的带宽到底有没有意义;带宽代表能测量多大频率信号的能力。一般探头的带宽都是大于或等于示波器的带宽的。 200M带宽的示波器,理论是是可以测到200M的正弦信号。也就是说输出200M的正......
    高阻无源探头和有源探头的对比 电流探头测试高频时的工作原理;示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围,使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路,如下图: 图1示波器探头的作用 探头的......
    ,常见的无源探头带宽都在500MHz以下,大部分的中低端示波器都会标配两支或者四支无源探头。它是一种非常方便、价格相对便宜的探头。高压探头和传输线探头也是属于无源探头的范畴。         二、有源探头......
    示波器探头的选择和使用原理分析;示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围,使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路,如下图: 图1示波器探头的作用 探头的......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>