如何理解示波器探头的带宽 高频测试探棒高精度
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关 键 词:如何理解示波器探头的带宽
行 业:仪器仪表 电子测量仪器 示波器
发布时间:2022-05-11
示波器探头的上升时间为:源端信号经过示波器探头以后的上升沿变为:
通常高带宽的探头寄生电容都比较小。理想情况下Cprobe 应该为0,但是实际做不到。一般无源探头的输入电容在10pf 至几百pf 间,带宽高些的有源探头输入电容一般在0.2pf 至几pf 间。
如果仅考虑示波器和探头的输入阻抗特性,我们可以看到源信号和示波器的信号波形如图所示:示波器及探头的输入阻抗特性两个信号的波形非常相似,只是信号幅度有差别。那是因为示波器和探头的输入阻抗会影响信号的信号幅度。被测系统的阻抗和示波器及探头的输入阻抗形成了一个分压器。终示波器测量到的信号幅度受到被测系统的阻抗以及示波器及探头的输入阻抗有关。
探头引线电感,探头输入端还会受到电感的影响。探头的输入电阻和电容都比较好理解,探头输入端的电感却经常被忽视,尤其是在高频测量的时候。电感来自于哪里呢?我们知道有导线就会有电感,探头和被测电路间一定会有一段导线连接,同时信号的回流还要经过探头的地线。通常1mm 探头的地线会有大约1nH 的电感,信号和地线越长,电感值越大。探头的寄生电感和寄生电容组成了谐振回路,当电感值太大时,在输入信号的激励下就有可能产生高频谐振,造成信号的失真。所以高频时需要严格控制信号和地线的长度,否则很容易产生振铃。
示波器测量简化等效电路图探头技术指标
我们通过谈论这个简化的模型中的各元素来看看探头的一些技术指标。
优点和缺点往往是并存的,有源单端探头亦是如此。能够测量更高带宽的信号是其优点,但由于需要集成有源放大器,因而其成本相对于无源探头来说更高,一个几GHz带宽的有源单端探头价格可达数万。除此之外,由于高带宽放大器的信号输入范围十分有限,因而其动态范围有限,一般有源单端探头的动态范围仅在几伏范围之内,探头所能承受的电压也只有几十伏。