示波器测不准原因详解

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示波器不确定度分析及校准方法研究

示波器不确定度分析及校准方法研究

示波器不确定度分析及校准方法研究示波器是一种测量电磁波信号的基本仪器,在电子、通讯等领域得到广泛应用。

然而,在实际使用中,示波器的测量结果与真实值之间会存在偏差,这就是示波器的不确定度。

示波器的不确定度可以通过误差分析与校准方法来解决。

误差分析是对示波器测量精度的评估,通过了解示波器的测量误差来源及其大小,来确定其不确定度。

校准方法则是通过对示波器进行标准化处理,提高测量精度,降低不确定度。

一、示波器误差分析的方法示波器误差主要来自于测量电路中元件的原始误差、示波器内部误差、示波器测量环境误差等多个方面。

误差分析的方法主要有以下两种:1.标准络差法标准络差法是一种直接应用于示波器的误差分析方法。

该方法通过将示波器与标准信号源连接,利用示波器测量到的电压值与标准值之间的差异,来计算示波器的误差量。

具体步骤如下:a.将标准信号源与被测示波器连接,使其输出一定频率、幅值、相位的标准信号。

b.利用示波器测量该标准信号的幅值与相位信息。

c.根据标准信号源输出量以及示波器测量值计算出实际输出值。

d.将实际输出值与理论标准值进行比较,计算示波器的误差。

2.方差分析法方差分析法是一种综合性的误差分析方法,它通过将被测示波器与标准信号源连接,并改变标准信号的频率、幅值、相位等条件,来分别计算示波器在这些条件下的测量误差值。

通过方差分析法,可以得到示波器在实际应用中的误差,为后续的校准提供重要依据。

二、示波器的校准方法示波器的校准方法主要有以下三种:1. 内部自校准法内部自校准法是指利用示波器内置的标准信号源和自动校准电路等,在示波器自身内部进行数据校准。

该方法使用方便,可以实现快速校准。

2. 标准信号校准法标准信号校准法是指利用标准信号源与被测示波器相连,测量标准信号的幅值、频率、相位等参数,通过标准值与示波器测量值之间的差异,来进行校准。

该方法适用于对示波器进行全面的校准。

3. 外部自校准法外部自校准法是指利用外部校准仪器(例如计时器、频谱分析仪等),对示波器进行数据校准。

示波器测量误差探讨

示波器测量误差探讨

一个模拟电压转换为N比特的
数字
# Bits
resolution
8
255:1
N
(2n - 1):1
数字化的输出采用带符号的二 进制格式
Decimal +127 +1
0 -1 -128
Signed Binary 11111111 10000001 10000000 01111111 00000000
采用带符号的二进制,屏幕顶 部产生的代码是 +127, 屏幕 中间是 0, 屏幕底部是 -128
Phase Errors
3,时间方向的误差
触发抖动是指示波器测量的触发点与理 想的触发位置的偏差,尤其是市场上几 乎都是模拟触发,即使软件修正,触发 抖动也较大,RTO的数字触发抖动在 500fs,
示波器的底噪声会转换为抖动测量的不 确定性
4,避免和改进误差的解决方案
误差大小不是由ADC的设计位数决定的,而应该是示波器的系统ENOB (有效比特位)决定
解释:ENOB(有效比特位)决定了最终的量化误 差
ENOB决定了 LDB Error
± ½ LDB Error
Quantatized Digital Level
本底噪声也会贡献幅度的误差
Analog Waveforms
Sample Points
2,幅度误差还包括幅频响应的贡献:频响曲线
500MHz正弦波
示波器测试测量误差探 讨
Smith Huang Auguest 2011
要点
1. 测量误差的定义 2. 示波器时间轴误差 3. 示波器垂直刻度(幅度)误差 4. 避免误差和改进精度的方法
1.测量误差的定义
一般来讲:在进行任何测量过程中,由于测量方法 的不完善,测量设备、测量环境以及人的观察力等 都不可避免的出现一定的误差,而使测量结果受到 歪曲,使测量结果与被测真值之间存在一定差值, 这个差值即是测量误差。

示波器波形失真原因

示波器波形失真原因

示波器波形失真原因示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器。

在使用示波器时,有时会出现波形失真的情况,即信号波形在示波器上显示出与实际波形不一致的情况。

波形失真可能会导致对信号特征的判断产生误差,因此了解波形失真的原因对于正确使用示波器是非常重要的。

波形失真的原因可以分为多个方面,下面将对常见的几种波形失真原因进行介绍。

1. 带宽限制:示波器的带宽指的是示波器能够显示的信号频率范围。

如果被测信号的频率超过示波器的带宽,那么示波器会对信号进行衰减和相位延迟,导致波形失真。

解决这个问题的方法是选择带宽更高的示波器来进行测量。

2. 响应时间:示波器的响应时间指的是示波器从输入信号发生变化到显示出来的时间。

如果示波器的响应时间较长,那么在高频信号的变化过程中,示波器可能无法及时显示出来,导致波形失真。

解决这个问题的方法是选择响应时间更短的示波器。

3. 非线性失真:示波器的输入电路和放大电路可能会引入非线性失真,导致波形形状发生变化。

非线性失真可能是由于电路元件的非线性特性或者电路设计不良造成的。

解决这个问题的方法是使用更高质量的示波器或者进行电路设计的优化。

4. 采样率不足:示波器的采样率指的是示波器对输入信号进行采样的频率。

如果采样率不足,那么示波器可能无法准确地捕捉到信号的快速变化,导致波形失真。

解决这个问题的方法是选择采样率更高的示波器进行测量。

5. 动态范围不足:示波器的动态范围指的是示波器能够测量的最大信号幅值和最小信号幅值之间的比值。

如果被测信号的幅值超过了示波器的动态范围,那么示波器可能无法准确地显示出信号的细节,导致波形失真。

解决这个问题的方法是选择动态范围更大的示波器。

除了以上几种常见的波形失真原因外,还有一些其他因素也可能会导致波形失真,例如电缆传输损耗、噪声干扰等。

在使用示波器进行信号测量时,需要对这些因素进行综合考虑,选择合适的示波器,并采取相应的措施来减小波形失真的影响。

总结起来,示波器波形失真的原因主要包括带宽限制、响应时间、非线性失真、采样率不足和动态范围不足等。

示波器校准的主要步骤

示波器校准的主要步骤

示波器校准的主要步骤示波器校准的主要步骤示波器是一种重要的电子测试仪器,用于测量电信号的幅度、频率、相位等参数。

在使用示波器进行电子测试时,准确性是非常重要的。

因此,必须对示波器进行校准以确保其测量结果准确可靠。

下面将介绍示波器校准的主要步骤。

一、外观检查首先,需要对示波器进行外观检查。

这包括:1. 检查示波器表面是否有明显损坏或磨损。

2. 检查所有旋钮和按钮是否正常运作。

3. 检查所有连接线和探头是否完好无损。

如果发现任何问题,请及时维修或更换。

二、输入信号源设置接下来,需要设置输入信号源。

这可以通过以下步骤完成:1. 连接信号源到示波器。

2. 设置信号源输出为特定频率和幅度。

3. 确定信号源输出阻抗并设置相应的阻抗匹配方式。

三、垂直校准垂直校准用于调整垂直放大系数和基准位置。

以下是垂直校准的主要步骤:1. 将信号源输出连接到示波器输入。

2. 调整垂直放大系数,使示波器显示正确的峰值电压。

3. 调整基准位置,使示波器显示正确的直流偏移量。

四、水平校准水平校准用于调整时间基准和扫描速率。

以下是水平校准的主要步骤:1. 将信号源输出连接到示波器输入。

2. 调整时间基准,使示波器显示正确的时间间隔。

3. 调整扫描速率,使示波器显示正确的信号周期。

五、触发校准触发校准用于调整触发电路以确保稳定和可靠的触发。

以下是触发校准的主要步骤:1. 将信号源输出连接到示波器输入。

2. 设置触发电路为特定触发模式(例如边沿、脉冲等)。

3. 调整触发电路灵敏度,使示波器能够稳定地捕获并显示信号。

六、测量误差分析最后,需要对测量误差进行分析。

这可以通过以下步骤完成:1. 使用标准测试设备进行比较测试,并记录测量结果。

2. 将示波器测量结果与标准测试设备的测量结果进行比较。

3. 分析任何差异并确定是否需要进一步校准或调整示波器。

总结示波器校准是确保示波器测量结果准确可靠的关键步骤。

通过执行以上步骤,可以确保示波器的垂直、水平和触发电路都得到了正确的调整,并且可以分析任何测量误差并进行进一步校准。

示波器上波形不稳定的原因_概述说明以及解释

示波器上波形不稳定的原因_概述说明以及解释

示波器上波形不稳定的原因概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨示波器上波形不稳定的原因,并对其进行概述、说明和解释。

示波器作为电子测量领域中常用的工具,经常用于显示和分析信号的波形。

然而,有时我们可能会遇到波形不稳定的情况,即显示屏上的波形会出现抖动、干扰或失真等问题。

了解这些问题的根源并采取相应的措施是确保准确测量和分析信号所必需的。

1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来探讨示波器上波形不稳定的原因。

首先,在“引言”部分,我们将对整篇文章进行简单介绍和概述,并阐明研究目标。

接下来,“波形不稳定的原因”部分将详细介绍电源干扰、输入信号失真以及示波器内部问题等三个主要方面可能导致波形不稳定现象。

然后,在“示波器上波形不稳定的概述”部分,我们将定义波形不稳定,并描述其常见表现和影响,并探讨应用领域和需求变化对波形稳定性的要求。

接下来,在“解释和分析波形不稳定的原因”部分,我们将分别对电源干扰、输入信号失真和示波器内部问题这三个原因进行详细解释和分析,并提供相应的修复方法和解决策略。

最后,在“结论”部分,我们将总结本文探讨的波形不稳定的主要原因以及对应的解决方法。

1.3 目的本文旨在帮助读者理解波形不稳定现象产生的原因,并为读者提供解决这些问题的方法与策略。

通过深入剖析电源干扰、输入信号失真和示波器内部问题等导致波形不稳定的根源,读者将能够更准确地诊断和修复示波器上出现的问题,并确保测量结果的可靠性和准确性。

通过阅读本文,读者将获得关于示波器上波形不稳定性问题的全面了解,并能够应用所学知识来处理类似情况,提高工作效率和数据可靠性。

2. 波形不稳定的原因:波形在示波器上出现不稳定的现象可能是由于多种因素导致的,下面将分别介绍电源干扰、输入信号失真以及示波器内部问题这三个主要原因。

2.1 电源干扰:电源干扰是导致示波器上波形不稳定的常见原因之一。

当示波器与其他设备共用同一电源时,可能会发生电源线噪声、交流干扰或者其他相关问题,从而影响到示波器显示的波形。

示波器的标准偏差

示波器的标准偏差

示波器的标准偏差示波器的标准偏差是指示波器测量值与真实值之间的差异程度的统计量。

标准偏差是衡量示波器测量精度和稳定性的重要指标,它能够提供关于测量结果的离散程度以及测量精度的信息。

下面将介绍示波器的标准偏差及其相关参考内容。

1. 标准偏差的定义标准偏差是一种度量数据分散程度的统计指标,它是计算所有数据与平均值之间差异的方法。

在示波器中,通过对一定时间范围内的波形进行采样和分析,可以得到一系列测量值,标准偏差用于评估这些测量值与实际信号之间的差异程度。

2. 标准偏差的计算方法标准偏差通常使用以下公式进行计算:标准偏差= sqrt(Σ(xi-μ)² / (N-1))其中,xi为测量值,μ为平均值,N为样本数。

3. 示波器精度对标准偏差的影响示波器的精确度对标准偏差有很大的影响。

当示波器具有更高的精确度时,测量值与实际值之间的差异较小,标准偏差也相应较小。

示波器精度与分辨率、带宽、抖动等参数相关,一般情况下,示波器的精度越高,标准偏差越小,测量结果越可靠。

4. 标准偏差的参考指标在选择示波器时,通常需要参考一些标准偏差的指标。

以下是一些常用的参考内容:- EN 61010-2-030:2010 标准:该标准是针对电子设备的安全标准,在示波器方面规定了电源和测量回路的安全性要求。

- EN 61000-4-2:2014 标准:该标准是关于抗静电干扰的要求,对示波器在静电环境下的测量性能有一定的要求。

- ISO 9001 标准:该标准是质量管理体系的认证标准,示波器生产厂商通过获得该认证,可以表明其质量管理体系符合国际标准要求,产品质量较高。

- 厂商提供的示波器规格书:示波器生产厂商通常会在产品规格书中提供有关测量精度、准确度、抖动等指标的信息,可以作为选择示波器的参考。

5. 标准偏差的测量方法为了准确评估示波器的标准偏差,可以采用如下方法进行测量:- 使用标准信号源:使用精确的标准信号源产生已知频率和幅度的信号,然后使用示波器进行测量,并将测量结果与期望值进行比较,通过计算标准偏差来评估示波器的测量准确度。

示波器的测量精度和准确性分析

示波器的测量精度和准确性分析

示波器的测量精度和准确性分析示波器是一种广泛应用于电子测量和实验的仪器。

在电路设计和故障排除中,精确的测量结果对于确保电路性能和可靠性至关重要。

因此,了解示波器的测量精度和准确性是十分重要的。

一、测量精度示波器的测量精度指示波器测量结果与被测波形真实值之间的差异程度。

测量精度受到示波器本身技术特性和测量环境等因素的影响。

1. 垂直测量精度垂直测量精度是指示波器对输入信号幅值的测量精度。

它受到示波器的增益线性度、输入缓冲放大器的噪声以及示波器的垂直分辨率等因素的影响。

增益线性度指的是示波器在不同设置下的放大倍数是否准确。

如果示波器的线性度不高,测量结果将存在明显的偏差。

2. 水平测量精度水平测量精度是指示波器对时间和频率的测量精度。

它受到示波器时间基准的稳定性、水平缩放的准确性以及示波器的时间分辨率等因素的影响。

时间基准的稳定性是指示波器的时间刻度是否准确及其长期稳定性。

若时间基准不可靠,测量结果将受到很大影响。

二、准确性准确性是指示波器测量结果与被测信号真实值之间的接近程度。

示波器的准确性主要与校准有关,校准是确保示波器测量结果准确的重要手段。

1. 定期校准定期校准是示波器维持准确度的重要方法。

示波器制造商通常建议用户在使用一段时间后进行定期校准。

通过校准,可以检查和调整示波器各个测量通道的增益、偏移、时间基准以及补偿等参数,确保测量结果准确。

2. 外部标准使用外部标准是进行示波器校准的一种常见方法。

外部标准可以是已知准确度的信号源或者其他经过校准的设备,通过与示波器进行比较,确定示波器的测量偏差,并进行修正,从而提高示波器的准确性。

三、提高测量精度和准确性的方法1. 注意测量环境示波器的测量精度和准确性受到测量环境的影响。

应尽量避免电磁干扰和温度变化等因素对示波器的影响,确保测量结果的可靠性。

2. 合理选择示波器根据具体需求,在选择示波器时考虑其技术指标和功能。

对于要求较高的应用场景,需要选择具有高精度和准确性的示波器,以确保测量结果的可靠性。

示波器零点漂移

示波器零点漂移

示波器零点漂移
示波器零点漂移是指在输入信号为零时,示波器的输出信号不为零,而是有一定的偏移量。

这种现象会导致示波器的测量结果不准确,影响对信号的分析和处理。

造成示波器零点漂移的原因有很多,主要包括以下几个方面:
1. 温度变化:温度变化会影响示波器内部元件的参数,导致零点漂移。

2. 电源电压变化:电源电压的波动会影响示波器的工作状态,导致零点漂移。

3. 示波器探头不匹配:如果示波器探头与被测信号不匹配,会导致信号反射和衰减,从而引起零点漂移。

4. 示波器本身的问题:示波器本身的设计和制造缺陷也可能导致零点漂移。

为了减小示波器零点漂移的影响,可以采取以下措施:
1. 保持环境温度稳定:在使用示波器时,应尽量避免环境温度的剧烈变化。

2. 使用稳定的电源:为示波器提供稳定的电源,可以减小电源电压波动对示波器的影响。

3. 选择合适的探头:选择与被测信号匹配的探头,可以减小信号反射和衰减,从而降低零点漂移。

4. 定期校准示波器:定期对示波器进行校准,可以减小示波器本身的误差,提高测量精度。

总之,示波器零点漂移是一种常见的现象,需要在使用过程中注意采取相应的措施来减小其影响。

示波器的使用误差分析

示波器的使用误差分析

示波器的使用误差分析
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。

它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。

示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。

在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。

利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

示波器的使用误差分析
示波器显示的曲线数据,一般包括频率、幅值、相位关系,分析时可以分别展开讨论。

讨论又可以从以下几方面来考虑:首先是实验方法上,是不是存在缺陷,使得结果必然存在一个误差,比如设计电路不够合理,使输出幅值不够,或者相位超前或滞后;另外从实验过程看,由于读取数据、记录数据等,可能造成的人为的或偶然误差;还有就是示波器的本身可能存在一些跟踪信号能力不够精确,导致存在系统误差等。

系统误差可以通过改进实验设备、完善实验方法来减小,但是几乎不可能消除;偶然误差可以通过多次重复实验求均值的方法来减小,但是也不可能完全消除。

事实上,只要是在误差允许的范围内,数据就是有效的,实。

示波器的标定和校准方法

示波器的标定和校准方法

示波器的标定和校准方法示波器是一种广泛应用于电子测量和实验的仪器。

在使用示波器进行测量时,其准确性和可靠性是非常重要的。

因此,对示波器进行标定和校准是必不可少的。

本文将介绍示波器的标定和校准方法,以确保测量结果的准确性。

一、示波器标定的目的和重要性示波器标定的目的在于校准示波器的各种参数,以保证其测量结果的准确性和稳定性。

示波器标定包括频率响应、幅度响应、时间基准、增益和衰减系数、垂直和水平定标等方面的校准。

示波器的标定是确保其测量结果准确可靠的重要环节。

只有标定过的示波器才能提供准确的信号测量结果,从而保证实验和测试的可信度。

因此,标定示波器是非常重要的,尤其是在需要精确测量和分析电子信号的应用中。

二、示波器标定的方法2.1 频率响应标定频率响应标定是通过输入一个标准信号,如正弦波信号,测量示波器输出波形的幅度和相位变化,来评估示波器对不同频率下的信号响应情况。

标定频率范围通常从几百Hz到数GHz。

2.2 幅度响应标定幅度响应标定是通过输入一个标准信号,如直流电压或正弦波信号,测量示波器输出波形的幅度,来评估示波器在不同幅度下的信号响应情况。

标定的幅度范围通常从微伏到几十伏不等。

2.3 时间基准标定时间基准标定是通过输入一个标准信号,如方波信号,测量示波器输出波形的上升时间和下降时间,来评估示波器的时间基准准确性和稳定性。

2.4 增益和衰减系数标定增益和衰减系数标定是通过输入一个标准信号,如方波信号,测量示波器输出波形在垂直方向上的放大倍数和衰减倍数,来评估示波器的增益和衰减系数。

2.5 垂直和水平定标垂直定标是通过输入一个标准信号,如直流电压或交流信号,来调整示波器的垂直灵敏度,使示波器在测量不同信号幅度时能够准确显示波形。

水平定标是通过输入一个标准信号,如方波信号,来调整示波器的水平灵敏度,使示波器在测量不同时间范围内的信号时能够准确显示波形。

三、示波器校准的方法示波器校准是指在标定基础上对示波器进行调整,以确保示波器在实际使用中的测量结果准确可靠。

示波器实验误差分析

示波器实验误差分析

示例波器实验误差分析引言示波器是一种用于观测和测量电子信号的仪器。

在电子工程领域中,示波器是一种非常重要的工具,用于分析和故障排除电路中的信号。

在进行示波器实验时,误差分析是不可忽视的一部分。

本文将对示波器实验中可能引起误差的因素和方法进行分析和讨论。

示波器实验误差来源示波器实验中的误差可以分为系统误差和随机误差两大类。

系统误差系统误差是由于示波器本身的不精确性或者外界环境的影响等原因所引起的误差。

以下是一些常见的系统误差来源:1.增益误差:示波器的增益参数可能存在偏差,导致测量结果出现错误。

为了降低增益误差,可以使用校准仪器和标准信号源进行校准。

2.时间基准误差:示波器的时间基准可能存在偏差,导致测量结果出现时间错差。

为了降低时间基准误差,可以使用外部参考信号进行校准。

3.触发误差:示波器的触发电路可能存在不稳定性,导致触发点发生偏移。

为了降低触发误差,可以调整示波器的触发电路参数或使用外部触发信号。

随机误差随机误差是由于示波器实验中的各种随机因素所引起的误差。

以下是一些常见的随机误差来源:1.噪声: 示例波器在测量过程中一般都会受到噪声的干扰,这些噪声包括热噪声、杂散噪声等。

为了降低噪声的影响,可以提高示波器的信噪比或使用滤波器进行信号处理。

2.抖动: 示波器的显示可能会受到抖动的影响,导致测量结果出现波动。

为了降低抖动误差,可以改进示波器的抖动抑制技术。

误差分析方法对于示波器实验中出现的误差,我们可以采用以下方法进行分析和处理:1.校准: 在使用示波器进行实验之前,首先要进行校准。

校准可以通过使用标准信号源和校准仪器进行。

校准的过程可以调整示波器的增益、时间基准和触发电路等参数,以减小系统误差的影响。

2.数据处理: 在进行示波器实验时,获取到的数据可能存在一定的误差。

对于这些数据,我们可以使用统计方法进行处理,如平均值、标准差等。

这样可以减小随机误差的影响,提高测量结果的准确性。

3.优化测量条件: 在进行示波器实验时,我们可以优化实验条件,以减小误差的影响。

示波器的原理及应用误差

示波器的原理及应用误差

示波器的原理及应用误差一、示波器的原理示波器是一种用于显示电压波形的仪器,它可以将电信号转换成可视化的波形,使信号的特征、频率和幅度等参数能够直观地被观测和分析。

示波器的工作原理主要包括以下几个方面:1.信号采集:示波器通过探头将待测信号引入示波器,探头负责将电压信号转换成示波器可以处理的电信号,一般来说示波器采用阻抗匹配的方式,以尽量减小对被测电路的影响。

2.信号放大:示波器会对采集到的信号进行放大处理,使得信号波形能够在示波器的屏幕上得到清晰的显示。

3.信号显示:经过放大处理的信号波形会在示波器的屏幕上显示出来,示波器的屏幕一般是由阴极射线显示器或液晶显示器组成。

4.触发与扫描:示波器需要通过触发电路来确定信号的起始点,以保证每一次显示的信号波形都是连续的。

同时,示波器还通过扫描电路来控制水平和垂直方向的信号显示,以实现波形的水平和垂直移动、放大和缩小等操作。

示波器可以通过选择合适的时间基准和垂直增益来调整波形的显示范围,以便更好地观测和分析电信号的特征。

二、示波器的应用误差在实际应用中,示波器的测量结果可能存在误差,以下是一些常见的示波器的应用误差:1.带宽误差:示波器的带宽是指示波器所能测量的最高频率信号。

然而,示波器的实际带宽可能会存在误差,这是因为示波器的输入电路和放大器在工作时会引入一定的频率响应误差,从而导致示波器在高频信号测量时会出现幅度衰减和相位失真。

2.垂直增益误差:示波器的垂直增益是指示波器的输入电压与显示屏上垂直尺度的对应关系。

然而,示波器的垂直增益可能会存在误差,这是由于示波器的放大器、探头和输入电路等因素引入的增益非线性误差。

3.时间测量误差:示波器的时间基准是指示波器在测量时间时所使用的参考信号。

然而,示波器的时间测量可能会存在误差,这是因为示波器内部的触发电路、扫描电路以及时钟稳定性等因素引入的时间测量误差。

4.示波器通道间的差异:示波器通常具有多个通道,每个通道都可以独立地测量信号。

示波器零点漂移 -回复

示波器零点漂移 -回复

示波器零点漂移-回复我们首先需要了解什么是示波器和什么是零点漂移。

示波器是一种测量电信号波形的仪器,用于观测电信号的振幅、频率、相位等特性。

零点漂移是指示波器在无输入信号时指示不为零的现象。

接下来,我们将一步一步回答关于示波器零点漂移的问题。

第一步:了解示波器的原理示波器的基本原理是利用电子束在阴极射线管上扫描,形成一个二维显示的图像。

这个图像由横向时间轴和纵向电压轴构成,可以观察电信号的波形。

第二步:理解零点漂移的原因示波器的零点漂移通常是由于电路中的偏置电流、温度变化或电源电压波动等因素引起的。

这些因素会导致示波器的输入级、放大器等部件产生微小的偏移,进而引起指示不为零的现象。

第三步:分析零点漂移的影响零点漂移可能会导致信号测量结果的误差。

当示波器的零点漂移较大时,即使输入信号为零,示波器的显示也不为零,从而影响测量精度和可靠性。

第四步:减小零点漂移的方法1. 稳定电源:使用稳定的电源,可以减少电源电压波动对示波器的影响。

2. 保持稳定的环境温度:温度变化会导致示波器的电路元件产生漂移。

通过保持稳定的环境温度,可以减小零点漂移。

3. 校准示波器:定期校准示波器,以减小零点漂移的影响。

4. 使用高质量的示波器:高质量的示波器通常具有较低的零点漂移,可以提高测量精度。

第五步:解决示波器零点漂移的实际案例以某示波器零点漂移为例,我们可以采取以下步骤来解决该问题:1. 检查示波器的电源:确认电源电压稳定,是否有电源干扰等问题。

2. 检查示波器的接地情况:确保示波器的接地良好,减少引入的外界干扰。

3. 校准示波器:通过校准示波器,调整示波器的零点漂移,使其显示准确。

4. 检查示波器的工作环境:确认示波器的工作环境温度稳定,并排除可能产生热量的因素。

5. 更换示波器:如果以上方法无法解决问题,考虑更换高质量、稳定性更好的示波器。

第六步:总结和注意事项零点漂移是示波器常见的问题,我们需要了解示波器的原理,分析零点漂移的原因,并采取相应的措施减少其影响。

示波器的常见故障现象及原因

示波器的常见故障现象及原因

示波器的常见故障现象及原因示波器是电子工程领域中常用的一种测试仪器。

它可以将电信号转换成波形,帮助工程师快速分析电路的性能,从而定位故障。

但是,在使用示波器的过程中,也会遇到一些常见的故障现象,下面我们就来讨论一下这些故障以及它们的原因。

1. 显示屏出现杂点或者无法显示这种故障是示波器中较为常见的一种,可能是由于示波器内部的接线松动,导致信号传输不良,或者是示波器内部的显示电路出现问题,需要检查并排除故障。

同时,示波器的显示屏容易受到静电干扰,使用时需要注意防止静电积累,避免损坏显示屏。

2. 示波器触发灵敏度低示波器的触发灵敏度指的是示波器触发电路对输入信号的灵敏度。

如果触发灵敏度较低,会导致示波器显示的波形不稳定,甚至无法触发。

这种情况可能是由于示波器的触发电路部件老化或损坏,需要对其进行检查和更换。

3. 示波器触发源出现问题触发源是示波器的一个重要部分,用于触发输入信号的显示。

触发源出现问题可能是由于触发源设置错误,或者是示波器内部的触发源出现了故障。

针对这种情况,需要检查触发源设置或者更换损坏的部件。

4. 示波器灵敏度不稳定示波器的灵敏度是指示波器对输入信号的强度的敏感程度。

如果示波器的灵敏度不稳定,显示的波形会发生明显的变化,甚至出现失真的情况。

这种情况可能是由于示波器内部的放大电路出现了问题,也可能是由于信号源输入电路出现了故障。

需要对示波器的相关部件进行检查和维修。

5. 示波器无法扫描或者扫描速度缓慢示波器的扫描速度是指示波器显示屏幕上波形变化的速度。

如果示波器无法扫描或者扫描速度过缓,会影响到整个测试过程的进行。

这种情况可能是由于示波器扫描电路出现了问题,也可能是由于示波器内部的信号源部件出现故障。

需要对示波器进行检查和维护。

总的来说,示波器在使用过程中可能会出现一些常见的问题,有些问题可能是由于设备老化或者部件损坏所导致。

因此,在使用示波器时,我们需要特别注意设备的使用方法和保养维护,避免示波器出现故障,影响工作效率。

示波器的使用注意事项与信号测量技巧

示波器的使用注意事项与信号测量技巧

示波器的使用注意事项与信号测量技巧示波器是一种测量电信号的重要工具,在电子领域中得到广泛应用。

正确使用示波器能够帮助我们准确测量信号,并发现潜在的问题。

然而,不正确的使用示波器可能会导致误差和不准确的结果。

因此,在使用示波器时,需要注意一些事项和技巧,以确保测量的准确性和可靠性。

首先,正确连接电路是使用示波器的第一步。

示波器通常具有输入和输出端口,要将被测信号正确地连接到输入端口。

电路中的接地也是非常重要的,通常将接地引线连接到电路的接地点。

这样可以减少测量时的干扰和噪声。

在连接电路时,要确保所有连接都牢固可靠,并避免产生松动或接触不良等问题。

其次,选择合适的测量参数也是很重要的。

示波器通常具有不同的测量参数,如时间基准、垂直灵敏度、水平灵敏度等。

根据被测信号的特性,选择合适的参数能够更好地观察和测量信号。

例如,如果被测信号的频率较高,应该选择合适的时间基准和水平灵敏度,以确保测量结果的准确性和稳定性。

此外,信号的触发设置也是需要注意的。

触发是指示波器在何时开始采样的过程。

合适的触发设置能够帮助我们捕捉到被测信号的特定部分,并减少测量过程中的噪声和干扰。

在进行触发设置时,应针对被测信号选择适当的触发模式和触发电平,以便在示波器触发时准确地捕捉到我们想要测量的信号。

此外,示波器的校准和校准周期也是需要关注的。

示波器的测量准确性和稳定性与其校准情况有关。

定期对示波器进行校准能够保持其正常的工作状态,并减少因示波器本身引起的误差。

校准周期根据示波器的使用频率和特定要求来确定,一般建议每隔一段时间进行校准操作。

最后,使用示波器时要注意信号的安全性。

电子电路中的信号可能具有较高的电压或电流,如果不注意安全,可能会对人员和设备造成危险。

因此,在进行高电压或高功率信号的测量时,应使用合适的探头和保护装置,以确保使用的安全性。

综上所述,正确使用示波器并注意一些注意事项和技巧是保证测量准确性和可靠性的关键。

正确连接电路、选择合适的测量参数、设置适当的触发、定期校准示波器以及保障信号安全是使用示波器的基本要求。

示波器故障维修处理方法

示波器故障维修处理方法

示波器故障维修处理方法示波器是电子维修中常用的一种仪器,用于观测和分析电信号的波形。

然而,由于长时间使用或操作不当等原因,示波器可能会出现故障。

本文将介绍示波器常见故障的维修处理方法。

一、示波器无法开机或开机无显示:1. 检查电源是否正常连接,确保电源线无损坏。

2. 检查示波器的开关是否打开,并检查示波器的电源是否正常。

3. 检查示波器的显示屏是否亮度调节过低,尝试调节亮度并重新开机。

4. 若以上方法仍无法解决问题,可能是示波器内部电路出现故障,建议送修专业维修人员进行维修。

二、示波器显示不准确或误差较大:1. 检查示波器的校准状态,校准示波器可以提高显示的准确性。

校准方法可参考示波器的使用手册。

2. 若示波器仍然显示不准确,可能是示波器的探头出现问题。

检查探头是否连接良好,是否损坏,如有问题可更换探头。

3. 示波器显示的波形不稳定可能是示波器的输入信号不稳定。

检查信号源是否稳定,如信号源正常,则可能是示波器内部电路出现问题,建议送修专业维修人员进行维修。

三、示波器无法捕捉到信号或信号幅度过小:1. 检查示波器的触发设置,确保触发源正确设置,并调节触发电平和触发边沿。

如果触发设置正确,但仍无法捕捉到信号,可能是信号源的问题。

2. 检查信号源是否正常工作,如信号源输出正常,但示波器仍无法捕捉到信号,可能是示波器的输入通道出现问题,建议送修专业维修人员进行维修。

四、示波器显示的波形不清晰或有杂散干扰:1. 检查示波器的输入通道是否有外部干扰源,如电源线、高频信号源等。

尽量将示波器远离干扰源,或使用屏蔽线缆进行连接。

2. 检查示波器的探头是否连接良好,尽量缩短探头的长度,减少信号传输过程中的干扰。

3. 若示波器仍然存在波形不清晰或有杂散干扰,可能是示波器内部电路出现问题,建议送修专业维修人员进行维修。

维修示波器时需要注意以下几点:1. 在维修示波器之前,先查阅示波器的使用手册,了解示波器的基本操作和维修注意事项。

示波器基础系列之九 —— 关于高压测试中电压“测不准”问题的讨论

示波器基础系列之九 —— 关于高压测试中电压“测不准”问题的讨论

示波器基础系列之九——关于高压测试中电压“测不准”问题的讨论关于高压测试中电压“测不准”问题的讨论汪进进美国力科公司深圳代表处在拜访电源客户时,我们常常遇到这样一个现象:测试高压时不同品牌的示波器测试的结果差别很大。

有一次对比测试中我们发现测试大约450V的MOSF ET的Vds电压,三台示波器的最大差别有50V左右; 同一品牌不同型号的示波器差别也很大; 同样的示波器不同探头测量结果有时差别也很大。

对于电源客户而言,MOSFET的电压应力测试是一项关键指标,决定了电路的调试,电源的使用寿命,MOSFET器件的选型等。

客户一提起这个问题,我总说,我理解,我很理解,因为我在做电源工程师时也遇到同样的问题,也为这问题苦恼过。

我记得在写测试报告时要标明是用什么型号的示波器和什么序列号的探头测试出来的结果。

但我想很多电源工程师并不理解这个问题的理论根源,常常追问我,到底哪个结果可信?甚至有些很较真的工程师用标准的AC Source来作为信号源来“计量”哪一台示波器是准确的,但往往是很失望,没有一台示波器的结果能“相信”,有的有效值“测不准”,有的幅值“测不准”,有的峰峰值“测不准”,因为有效值和幅值之间存在2倍根号2的关系,没有示波器测试出来的结果符合这个关系式,甚至有的客户和我争论一定是峰峰值满足2倍根号2关系才对,幅值是不对的。

因此,我早觉得是有写一点东西来解释这个问题的必要了。

高压“测不准”的原因其实很简单,还是我常强调的四个因素:第一是示波器的量化误差问题,第二是示波器的幅频特性曲线的平坦度问题;第三是环境噪声的干扰问题,第四是探头的共模抑制比和快恢复特性问题。

1,量化误差的概念(在之前的多篇文章中我们都谈到了量化误差对示波器测量的影响。

为保持单独这篇文章的完整性,我们还是重复一下这相关的解释。

)我们都知道,示波器的A/D只有8位,也就是说对于任何一个电压值都只有256个0和1来重组,如果包括+/-符号位,示波器的数字量程是-128—+127。

示波器和交流毫伏表测量信号参数误差分析

示波器和交流毫伏表测量信号参数误差分析

示波器和交流毫伏表测量信号参数误差分析
示波器和交流毫伏表是常用的测量仪器,用于测量电信号的参数和特性。

在测量过程中,可能会存在一定的误差。

下面是示波器和交流毫伏表测量信号参数误差的一般分析:
1. 示波器的误差分析:
- 延迟误差:示波器的采样速率和带宽限制会引入信号延迟。

较高的采样速率和带宽可减小延迟误差。

- 垂直误差:示波器的增益误差和偏移误差会导致测量结果的垂直偏差。

校准示波器可以减小垂直误差。

- 水平误差:示波器的水平扫描和触发误差可能导致波形位置的偏移。

调整水平设置和合适的触发条件可减小水平误差。

2. 交流毫伏表的误差分析:
- 线性度误差:交流毫伏表的线性度指示测量范围内电压输出与输入之间的偏差。

较高精度的仪器具有更小的线性度误差。

- 频率响应误差:交流毫伏表的频率响应范围内,测量结果可能会受到频率影响产生误差。

选择合适的频率范围可以减小该误差。

- 输入阻抗误差:交流毫伏表的输入阻抗可能与被测电路相互影响,引起误差。

正确选择和配置输入阻抗可以减小该误差。

需要注意的是,具体的误差分析还取决于使用的示波器和交流毫伏表的型号和规格,不同仪器的误差特性可能会有所不同。

在测量中,合理使用和校准这些仪器,结合具体的应用要求,可以有效地降低误差并获得可靠的测量结果。

示波器的串扰分析和信号干扰排查方法

示波器的串扰分析和信号干扰排查方法

示波器的串扰分析和信号干扰排查方法示波器是一种常用的电子测量设备,用于观测和分析电子系统中的信号波形。

然而,在实际应用中,示波器的准确性和稳定性可能会受到串扰和信号干扰的影响。

因此,了解和掌握示波器的串扰分析方法以及信号干扰排查方法对于保证测量结果的准确性至关重要。

本文将介绍示波器的串扰分析和信号干扰排查方法。

一、示波器的串扰分析方法示波器的串扰是指在信号传输和测量过程中,不同信号之间的相互干扰导致波形失真或误差的现象。

为了准确测量目标信号,首先需要分析并排除示波器的串扰。

1. 基本检查首先,确保示波器的工作环境符合要求,如电磁干扰较小的地方工作,避免与其他干扰源靠近等。

同时,检查示波器的接地是否良好,接触是否牢固,接线是否正确,使用合适的电缆连接。

2. 输入信号检测通过对输入信号进行检测,可以判断是否存在串扰。

可以使用一个干净的信号源输入示波器,观察输出波形是否出现明显的失真或干扰。

当输入信号幅度较大时,如果示波器输出的波形不符合预期,可能存在串扰现象。

3. 接地和屏蔽为了减少示波器的串扰,可以采取接地和屏蔽措施。

首先,确保示波器和被测电路的共地接线良好,减少接地回路的阻抗。

其次,使用屏蔽电缆将示波器与被测电路连接,以减少外部干扰对信号的影响。

4. 信号分析和滤波使用示波器的内置信号分析功能,如频谱分析、傅里叶变换等,可以对波形进行进一步的分析,识别可能存在的串扰信号成分。

根据分析结果,可以针对性地采取滤波等措施,消除或减小串扰对信号的影响。

二、信号干扰排查方法除了示波器本身的串扰外,外部环境中的信号干扰也会影响示波器的测量结果。

为了排查信号干扰,可以采取以下方法:1. 干扰源定位对示波器测量过程中出现的异常波形进行定位,判断是否为外部干扰引起。

可以逐渐减小被测电路的范围,并逐个排查周围可能存在的干扰源,如附近的电子设备、高频电源等。

通过逐步排除,可以确定干扰源的位置。

2. 信号隔离当确定信号干扰源后,可以采取信号隔离的方法来排除干扰。

正点原子示波器虚标

正点原子示波器虚标

正点原子示波器虚标摘要:1.概述正点原子示波器虚标的问题2.分析正点原子示波器虚标的原因3.探讨解决和避免正点原子示波器虚标的方法正文:近日,有关正点原子示波器虚标的问题引起了广泛关注。

正点原子示波器作为一种广泛应用于科研和工业领域的精密仪器,其测量结果的准确性对科研和生产具有重要意义。

然而,正点原子示波器虚标的现象时有发生,这不仅影响了科研和生产的正常进行,也对示波器行业的信誉造成了一定程度的损害。

本文将对正点原子示波器虚标的问题进行深入分析,并探讨解决和避免该问题的方法。

一、正点原子示波器虚标的原因正点原子示波器虚标的原因可以从以下几个方面进行分析:1.仪器本身的质量问题:正点原子示波器的制造工艺和元器件质量直接影响其测量结果的准确性。

如果示波器在制造过程中存在缺陷,可能导致虚标现象的发生。

2.使用环境的影响:示波器在使用过程中,受到温度、湿度、电磁干扰等因素的影响,可能导致测量结果偏离真实值。

3.校准不准确:示波器的校准是确保测量结果准确性的重要环节。

如果校准不准确,可能导致虚标的问题。

4.操作人员的误操作:在使用正点原子示波器的过程中,操作人员的不规范操作可能导致测量结果失真。

二、解决和避免正点原子示波器虚标的方法针对正点原子示波器虚标的问题,可以从以下几个方面采取措施:1.选购高质量的示波器:选购时,应选择信誉良好的品牌和型号,确保示波器的制造工艺和元器件质量。

2.合理使用和维护示波器:在使用过程中,要遵循示波器的使用说明书,注意防潮、防尘、防电磁干扰等,确保示波器在良好的工作状态下运行。

3.定期校准示波器:定期对示波器进行校准,确保测量结果的准确性。

如有必要,可以委托第三方权威机构进行校准。

4.培训操作人员:加强对操作人员的培训,使其熟练掌握示波器的使用方法和注意事项,避免因误操作导致的测量结果失真。

总之,正点原子示波器虚标问题需要引起广泛关注。

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示波器测不准原因汇总示波器是工程师的案头必备工具,看波形,调BUG都离不了,而探头是必不可少的配件,如果用不好,甚至会严重影响测量结果。

图1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一、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:1. 阻性负载效应;2. 容性负载效应;3. 感性负载效应。

图2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3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4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5探头的感性负载二、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:1. 低阻电阻分压探头;2. 带补偿的高阻无源探头(最常用的无源探头);3. 高压探头有源探头细分如下:1. 单端有源探头;2. 差分探头;3. 电流探头最常用的高阻无源探头和有源探头简单对比如下:表1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6低输入电阻探头结构带补偿的高阻无源探头是最常用的无源探头,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7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8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9高压探头的结构三、有源探头我们先来观察一下用600MHz无源探头和1.5GHz有源探头测试1ns上升时间阶跃信号的影响。

使用脉冲发生器产生一个1ns的阶跃信号,通过测试夹具后,使用SMA电缆直接连接到一个1.5GHz带宽的示波器上,这样示波器上会显示一个波形(如下图中的兰色信号),把这个波形存为参考波形。

然后使用探头点测测试夹具去探测被测信号,通过SMA直连的波形因为受探头负载的影响而变成黄色的波形,探头通道显示的是绿色的波形。

然后分别测试上升时间,可以看出无源探头和有源探头对高速信号的影响。

图10无源探头和有源探头对被测信号和测量结果的影响具体测试结果如下:使用1165A 600MHz无源探头,使用鳄鱼嘴接地线:受探头负载的影响,上升时间变为:1.9ns;探头通道显示的波形存在振铃,上升时间为:1.85ns; 使用1156A 1.5GHz有源探头,使用5cm接地线:受探头负载的影响较小,上升时间仍为:1ns;探头通道显示的波形与原始信号一致,上升时间仍为:1ns。

单端有源探头结构图如下,使用放大器实现阻抗变换的目的。

单端有源探头的输入阻抗较高(一般达100Kohm以上),而输入电容较小(一般小于1pf),通过探头放大器后连接到示波器,示波器必须使用50ohm输入阻抗。

有源探头带宽宽(现在可达30GHz),而负载小,但是价格相对较高(一般每根探头达到同样带宽示波器价格的10%左右),动态范围较小(这个需要注意,因为超过探头动态范围的信号,不能正确测试。

一般动态范围5V左右),比较脆弱,使用需小心。

图11有源探头结构差分探头结构图如下,使用差分放大器实现阻抗变换的目的。

差分探头的输入阻抗较高(一般达50Kohm 以上),而输入电容较小(一般小于1pf),通过差分探头放大器后连接到示波器,示波器必须使用50ohm 输入阻抗。

差分探头带宽非常宽(现在可达30GHz ),负载非常小,具有较高共模抑制比,但是价格相对较高(一般每根探头达到同样带宽示波器价格的10%左右),动态范围也较小(这个需要注意,因为超过探头动态范围的信号,不能正确测试。

一般动态范围3V 左右),比较脆弱,使用需小心。

差分探头适合测试高速差分信号(测试时不用接地),适合放大器测试,电源测试,适合虚地测试等应用。

图12差分探头结构电流探头也是有源探头,利用霍尔传感器和感应线圈实现直流和交流电流的测量。

电流探头把电流信号转换成电压信号,示波器采集电压信号,再显示成电流信号。

电流探头可以测试几十毫安到几百安培的电流,使用时需要引出电流线(电流探头是把导线夹在中间进行测试的,不会影响被测电路)。

电流探头在测试直流和低频交流时的工作原理:当电流钳闭合,把一通有电流的导体围在中心时,响应地会出现一个磁场。

这些磁场使霍尔传感器内的电子发生偏转,在霍尔传感器的输出产生一个电动势。

电流探头根据这个电动势产生一个反向(补偿)电流送至电流探头的线圈,使电流钳中的磁场为零,以防止饱和。

电流探头根据反向电流测得实际的电流值。

用这个方法,能够非常线性的测量大电流,包括交直流混合的电流。

图13电流探头测试直流和低频时的工作原理电流探头在测试高频时的工作原理:随着被测电流频率的增加,霍尔效应逐渐减弱,当测量一个不含直流成分的高频交流电流时,大部分是通过磁场的强弱直接感应到电流探头的线圈。

此时,探头就像一个电流变压器,电流探头直接测量的是感应电流,而不是补偿电流,功放的输出为线圈提供一个低阻抗的接地回路。

图14电流探头测试高频时的工作原理电流探头在交叉区域时的工作原理:当电流探头工作在20KHz的高低频交叉区域时,部分测量是通过霍尔传感器实现的,另一部分是通过线圈实现的。

图15电流探头交叉区域的工作原理四、有源探头附件现代的高带宽有源探头都采用分离式的设计方法,即:探头放大器与探头附件部分分开。

这样设计的好处是:1、支持更多的探头附件,使得探测更加的灵活;2、保护投资,最贵的是探头放大器(一个探头放大器可以支持多种探测方式,以前需要几个探头来实现);同时探头附件保护探头放大器(探头附件即使损坏,价格也相对便宜);3、这种设计方式容易实现高带宽。

图16探头附件这些探头附件,主要包括以下几种:1、点测探头附件(包括:单端点测和差分点测);2、焊接探头附件(包括:单端焊接和差分焊接,分离式的ZIF焊接);3、插孔探头附件;4、差分SMA探头附件(示波器一般直接支持SMA连接,但是如果被测信号需要上拉如HDMI,则必须使用SMA探头附件)。

探头附件的电路结构如下图所示:1、在探头附件尖端部分会有一对阻尼电阻(一般82ohm),这对阻尼电阻的作用是消除探头附件尖端部分的电感的谐振影响;2、探头尖端部分的后面是25Kohm的电阻,这个电阻决定了探头的输入阻抗(直流输入阻抗即电阻:单端25Kohm,差分50Kohm),这个电阻使得被测信号传输到探头放大器部分的功率是非常小的,不至于对被测信号有较大影响。

3、25Kohm的电阻后面是同轴传输线部分,这个传输线负责把小信号传输到放大器。

这个传输线的长度可以很长,也可以很短,中间可以加衰减器,也可以加耦合电容。

4、同轴传输线连接到放大器,放大器是50ohm匹配的(差分100ohm匹配)。

图17有源探头附件的结构有源探头为了保持探头的精确度,需要工作在恒温状态,所以探头放大器不能放置到高低温箱里进行高低温环境下被测电路板的测试。

从探头附件结构中可见中间的50ohm传输线的长短不影响探测,所以可以用很长的同轴电缆或扩展同轴电缆,让这个同轴电缆伸进高低温箱里进行高低温换进下被测电路板的测试。

如下图是N5450A扩展电缆,使用N5381A焊接探头附件,可以工作在-55°到150°温度范围。

图18高低温探头结构原理使用N5450A扩展电缆和N5381A探头附件,使用1169A 12GHz探头放大器,在-55°和150°环境下的频响曲线如下图所示,可见能够满足高速信号测试的要求。

图19高低温探头在高低温下的频响五、探头及附件准确度验证下图是一个例子:被测信号是一个频率456MHz,边沿时间约65ps的时钟信号,分别使用不同类型的探头和探头附件的测试结果。

A图是使用12GHz的1169A差分探头和N5381A 12GHz焊接探头附件的测试结果,几乎完全复现被测信号;B图是使用500MHz的无源探头的测试结果,显示的信号完全失真;C图是使用12GHz的1169A差分探头和较长的测试引线的测试结果,显示的信号出现很大的过冲;D图是使用4GHz的1158A单端探头和较长的测试引线的测试结果,显示的信号几乎是正弦波,失真较大。

图20不同探头附件测试结果对比从图中可见探头和探头附件对测试精确度的影响是非常大的,是我们测试高速信号应该重点注意的内容之一。

那我们应该如何验证探头和探头附件呢?验证探头和探头附件需要使用一台脉冲码型发生器(如:81134A,3.35GHz速率,60ps边沿的脉冲码型发生器),如果示波器自带高速信号输出功能,也可以使用示波器的这个辅助输出口代替脉冲码型发生器(如: Infiniium示波器的AUX OUT端口可以发一个高速时钟:456MHz频率,约65ps边沿)。

另外,需要同轴电缆和测试夹具(Infiniium示波器配置的探头校准夹具可以作为探头和探头附件验证测试夹具)。

测试夹具的外表是地(Ground),里面走线是信号(Signal),如下图所示。

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