如下图所示虚线左侧为函数发生器内部等效电路,为一个电压源及一个一般为50Ω的内阻构成,虚线右侧为输出端,接了一个输出负载;函数发生器产生的电动势并不是完全加在输出负载上,而是等效为一个分压电路,公式如下图。详细介绍Vgen为函数发生器实际输出电动势,Vload为负载分到的电压,R0为函数发生器内阻,Rload为输出负载。
通过公式计算得知,输出阻抗设置为High-Z时,函数发生器实际输出电动势和屏幕显示的Amplitude是一致的;而设置为50Ω时,函数发生器实际输出值是屏幕显示的Amplitude的2倍,如下图。输出阻抗设置为50Ω时,我们想要输出振幅为1.5V的波形,实际输出测出的振幅为3V左右,这是为什么呢?
这是因为输出阻抗设置为50Ω时,函数发生器认为输出端接了一个50Ω左右的输出负载,构成了分压电路,为了使输出能达到1.5V,函数发生器实际输出电动势得达到3V后,接入的一个50Ω的输出负载才能分得1.5V左右的电压。为此我们在输出端接入51Ω左右的负载,输出波形振幅就和设置的Amplitude一致了,如下图。因此,一般情况下,应把输出阻抗output load设置为High-Z模式,防止输出电压过高损坏被测物。
如何设置输出阻抗总结:
1. 如果是接电阻:
如果接50欧姆负载,就要设置OutputChannel Load为50欧姆。
如果接高阻负载,就要设置OutputChannel Load为高阻。
2. 如果是接无损传输线:依赖于是否加端接:
如果末端加了端接,就要设置输出为50欧姆。
如果末端没有端接,就要设置高阻。
可以把无损耗的传输线,看成透明的。只是把电压从一个地方传到另外一个地方。
这结论的是基于信号源内阻是50欧姆得出的。(即源端端接)
实际上,从传输线理论来说,对于电平传输来说,无损传输线都是透明的,不恰当的端接只是产生了过冲和振铃,最终的电平都相当于把目的端直接连接到源端。