示波器探头在测量中的重要性

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示波器探头入门

示波器探头入门

1-1 中加以说明,探头在此测量图中作为一个未定义的方框而被指明。

探头事实上无论它是什么,它必须在信号源和示波器输入之间提供足够便利的和高质量的连接(图 1-2 )。

适当的连接有3个关键性的定义问题-物理连接,对电路运行的影响,及信号的传送。

图1-1. 探头是在示波器和测试点之间进行物理和电路连接的设备。

图1-2. 大多数探头由一个探头尖,一根探头电缆线,及一个补偿盒或其它类型的信号调节网络组成。

1理想的探头在理想世界中,理想的探头将提供下列关键的属性:连接简单和便利绝对的信号保真度零信号源极负载完全的噪音抗扰性连接简易和便利。

一个连接到测试点的物理连接已经作为探测的关键要求之一被论及。

使用理想的探头,你应该能够使物理连接简单及便利。

对于小型化电路,如高密度的表面装配技术( SMT ) 电路,微型探头及多种类的为SMT设备设计的探头尖适配器,能够使连接简易及便利。

图 1-3a所示,为这样的一个探头系统。

然而,这些探头,对于具有高电压和普通标准导线的工业功率电路而言,是太小了。

对于功率应用,需要应用更大尺寸的具有更多边缘保护的探头。

图1-3b和表1-3c是此类探头的例子。

图1-3b是一根高电压探头,图1-3c是一个通用探头上的夹具。

从这几个物理连接的例子可以看出,对于所有的应用来说,没有唯一的理想的探头尺寸及外形结构,因此,我们设计了各种各样尺寸外形及结构的探头,从而满足各种各样的应用和物理连接的要求。

绝对信号保真度。

理想的探头应该忠实地将信号从探头尖传送到示波器输入端。

换句话说,探头尖处的原有信号应当被忠实地复制到示波器输入端。

a. 探测 SMT 设备。

b. 高电压探头。

c. 通用探头上的夹具。

图1-3 多种多样的探头可应用于不同的技术应用及测量需求之中。

2图 1-5 . 探头和示波器设计为在规定的带宽范围上进行测量。

超越了 3 dB 点的频率,信号振幅极度削弱,测量结果是无法预知的。

图 1-4 .探头是由分布式的阻抗、感抗、电容组成。

浅谈示波器测量中探头的选择和使用

浅谈示波器测量中探头的选择和使用

浅谈示波器测量中探头的选择和使用
目前,数字家电技术的高速进展使与此对应的回路速度日益加快,对观测波形信号的和探头的要求也越来越高,因此示波器的采样速率和探头模拟带宽也得到了飞快进展。

但是,不少示波器在实际测量过程中却浮
现了波形再现性不抱负或无法正确观测波形等现象。

问题毕竟在哪里?缘由在于随着被测信号频率的加快,探头的重要性也越发突出,假如探头性能不佳,就可能导致无法正确完成测量,本文将重点介绍几点测量高速信号时需要注重的探头挑选和用法问题。

一、探头的主要种类
探头是电压的一种,用户应按照被测对象电压值、输出阻抗、电压频率挑选相适合的电压探头。

目前示波器所用法的探头种类十分多,探头不同,其输入阻抗(值、值)或模拟带宽也有很大差别,在预备测量之前,用户需要充分了解探头种类和各种探头之间的差别。

普通在高频测量中被常常用法的探头大致分为以下三种: 二、高频测量时需要注重的问题
负荷效应
当探头与被测量回路相衔接,探头的输入阻抗将对被测系统产生影响。

这种现象称为负荷效应。

例如:在测量反馈回路时,探头阻抗会转变回路内电压相位,结果使回路动作发生变幻,在震惊回路中可能转变震惊频率,更为严峻时浮现震惊停止等状况。

因此测量时要考虑到探头可能产生的负荷效应,特殊是在测量静电容量等敏感时,更需要注重探头种类的挑选。

探头电容限制测量带宽
在测量100MHz以上高频波形成分时,信号源阻抗和探头电容容量形成
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示波器探头用途

示波器探头用途

示波器探头用途示波器探头是示波器系统的一个重要组成部分,用于在电子电路测试和测量中获取并测量电信号。

它通过将电信号连接到示波器的输入通道,将电信号转换成示波器能够显示和分析的波形。

示波器探头的主要用途是测量电路中的电压和电流。

在电子电路的设计、开发、测试和故障排除过程中,探头是非常重要的工具。

下面将详细介绍示波器探头的用途和工作原理。

1. 电压测量:示波器探头最常见的用途是测量电压信号。

示波器通过探头将待测电路的电压连接到示波器的输入通道,然后显示电压随时间变化的波形图。

这样就可以观察电信号的幅值、频率、相位等特征,从而对电路进行分析和调试。

2. 电流测量:除了电压测量外,示波器探头也可以用于测量电路中的电流信号。

为了测量电流,探头通常需要与一个电阻器(称为测量电阻或电流夹)一起使用。

电流信号在通过测量电阻时会产生一个电压信号,然后通过示波器探头测量和显示出来。

这种测量方法称为电流探头(Current Probe),常用于测量高频电流、交流电流等特殊应用。

3. 高频测量:示波器探头可用于高频测量。

高频信号在传输过程中容易产生衰减和信号失真,因此示波器探头必须具有快速的响应速度和良好的频率响应特性。

一些高频示波器探头还配备了阻抗匹配调节器,可以在不同频率下匹配待测电路的阻抗,提高测量精度。

4. 差分信号测量:示波器探头还可以用于测量差分信号。

差分信号是由两个相互干扰的信号组成,常见于许多电路和系统中。

示波器探头的差分测量功能允许用户同时测量并显示两个信号之间的差异,从而帮助分析噪声、干扰、共模电压等问题。

5. 逻辑信号测量:除了模拟信号测量外,示波器探头也可以用于逻辑信号测量。

逻辑信号是数字系统中常见的信号形式,通常表示为0和1。

示波器探头可以将逻辑信号转换成模拟信号,并显示出信号的高电平和低电平状态以及信号的变化情况。

这对于分析和调试数字电路非常有用。

总结起来,示波器探头是示波器系统中的一个重要工具,主要用于测量电压和电流信号。

横河测试测量:探头与示波器测量的关系及使用(一)

横河测试测量:探头与示波器测量的关系及使用(一)

横河测试测量:探头与示波器测量的关系及使用(一)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,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……,下面给大家介绍2种不同探头的特点、适用对象和注意事项:1、1:1无源探头特点: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!2、10:1无源探头1. 中低频无源探头(DC-10MHZ)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)特点: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。

详细的探头规格和使用教程,可咨询横河官方网站。

示波器探头

示波器探头

示波器探头1. 简介示波器探头(也称为测量探头)是示波器电子设备中的一个重要组成部分,用于连接被测电路和示波器,将电路上的信号转换为示波器可以显示和分析的电压波形。

探头的设计与性能直接影响着示波器的测量准确性和灵敏度。

本文将介绍示波器探头的基本原理、结构和使用方法,并介绍一些常见的示波器探头类型及其特点。

2. 基本原理示波器探头的基本原理是通过在被测电路上插入一个高阻抗的输入电路,将电路上的信号采集到探头中,并通过电缆传输到示波器输入端。

探头在信号采集过程中应尽量不改变被测电路的特性,避免对被测电路造成影响。

为了满足高阻抗和低串扰的要求,示波器探头通常采用共模抑制和差模传输技术。

共模抑制可以抑制干扰信号对被测信号的影响,而差模传输可以将两个相等但反向的信号进行差分处理,提高信号的传输质量。

3. 结构和类型示波器探头的结构通常包括探头头部、探头主体和连接线。

探头头部是用于与被测电路接触的部分,需要具有良好的接触性能和适配不同电路的能力。

探头主体包含信号采集电路和阻抗转换电路,用于将被测信号转换为示波器可以接收的电压波形。

连接线负责将采集到的信号传输到示波器输入端。

根据不同的应用场景和测量需求,示波器探头可以分为以下几种常见类型:3.1 被动探头被动探头是最常用的示波器探头类型之一,也是最基本的探头类型。

它采用被动元件(如电阻、电容和电感等)作为信号采集电路,主要用于测量幅值较小的低频信号。

被动探头具有简单、易用和低成本的特点,但在高频和大幅值信号测量时,性能可能会受到限制。

3.2 主动探头主动探头是专门用于测量高频和大幅值信号的示波器探头。

它通过在探头主体中增加放大器电路,将被测信号放大后再传输到示波器输入端。

主动探头具有较高的输入阻抗和增益,可以在保持信号完整性的同时提高测量精度和灵敏度。

3.3 差分探头差分探头是用于测量差分信号的示波器探头。

它通常由两个采样通道和一个差分放大器组成,将两个信号进行差分放大后传输到示波器输入端。

示波器差分探头原理

示波器差分探头原理

示波器差分探头原理示波器是测试电路波形的一种重要仪器,在信号测试中扮演着至关重要的角色。

而在进行微弱信号测试时,差分探头则是示波器的重要组成部分,因其可以差分信号的测试而而大大提升了信号的测试灵敏度。

差分探头是指两个探头之间存在差分电路的测量探头。

一般情况下,差分探头由两个对称的探头组成,一个探头连接被测器件的共地,另一个探头信号端则相应的连接到被测电线的两端,从而构成一个差分电路。

在使用差分探头时,可以将一方放在要检测的信号处,将另一方放置在测试仪表的地端上。

由于差分电路的特性,可以让我们测量出两个信号之间的差值,因此提高了信号的精确度和稳定性。

差分探头是一种测量微弱信号电压的理想工具,可用于稳压电源测试、开关电源测试、运放电路测试、高压电路测试等多种测试场合,如测量微小电压变化、微弱信号幅度、高精度波形分析等。

使用差分探头可以轻松解决脉冲信号、瞬态信号和漂移信号等测量难点,同时还可以消除测量信号中的共模噪声,提升了信号的测试效果。

差分探头的特点如下:1. 高精度:差分信号的测试可以避免信号共模干扰和电流释放等因素的影响,从而提高信号的测试精度。

2. 安全稳定:差分探头设计合理,能够承受高电压、高频率等多种测试环境,同时能够保护被测电路不受差分电路干扰。

3. 易于使用:差分探头只需要连接两个探头即可进行测量,不需要使用特殊的测试仪器或接线。

4. 广泛应用:差分探头可以应用在多种测试场合中,包括运放电路测试、开关电源测试、高压电路测试等。

在使用差分探头时,需要注意以下几点:1. 差分探头的输入阻抗应该与测试的电路保持一致或更高。

2. 差分探头不能接地测量,否则会引入共模干扰。

3. 因为差分电路是差分信号的测量,因此差分探头应该根据差分信号的特性进行选择。

总的来说,差分探头是一种高精度的测量工具,在微弱信号测试中的作用不可忽视。

通过使用差分探头可以消除共模干扰、提高信号测试精度,同时差分探头还具有安全稳定、易于使用和广泛适用等优点。

示波器探头对测量结果的影响分析

示波器探头对测量结果的影响分析

【 摘要】 用示波器和探 头对信号进行测量, 是对信号进行分析和采样的手段之一。 随着被测信 号频率的提 高, 示波器和探 头构成 的这个测量 系统 中存在 的寄生参数将给被测波形引入很大的失
真, 如何 选 用合适 的探 头与示 波 器 匹配 , 测量误 差减到 最 小, 必须解 决的 问题 , 将 是 只有 深刻理 解 了 这 些 寄生参数 对 测量 波形 的影 响 , 测试 中才可 以采用适 当的防 范步骤 , 在 保证 最 大的测 量精度 。
me s rn s se a u ig y t m c m p s d y h o cl so e n p o e o o e b t e s i o c p a d r b wi ito u e e iu d so to f r h l l n r d c s ro s itrin o t e l me s rd wa eo m . HO t ee ta s i b ep o e m ac e t h s i o c p O a o m ii i h a u e v fr W O s lc ut l r b t h d wi t eo cl s o eS s t nm z t e a h l e
实 际上示 波器 和探 头不 可 能具 有无 限 的带 宽 , 以显 示 出的瞬 态 响应 总 是输 入脉 冲的 的畸 变波形 。 外 , 所 另 测
量 系统能 提供 很宽 的 幅度 范 围也很 重要 , 它可 以保证 以最 小 的失真 放大 脉 冲或方 波信 号 。

般情 况 下 , 何 仪器 仪表 的瞬 态 响应 所 需要 的上升 到特 定 电平 的 时间 反 比于其带 宽 , 任 上升 时间 一般定
器和探头 一起 构成 了一 个 测量 系统 , 系统 的显示输 出波形实 际上 是 系统 的瞬态 响应 , 该 它代 表 了电压 和 时间 之 间的关 系 。

示波器探头各种作用及工作原理

示波器探头各种作用及工作原理

⽰波器探头各种作⽤及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。

正确选择探头的五大要素

正确选择探头的五大要素

正确选择探头的五大要素精确测试源于探头探头对于测量至关重要。

无法将探头与示波器测试割裂开。

要建立某种电子连接,将测量信号输入到示波器之间的通道,首先要考量的是人员的安全问题,尤其是在测试高压,大电流的场景时;其次对于测试系统来说,系统的可靠性非常重要,工程师对测试结果有绝对的信心,这对复杂系统设计尤为关键;测试系统的精度是测试结果的保证,当接入探头必然会对被测电路产生影响,最大程度降低该影响变得非常关键。

面对不同应用需求,不同品牌探头,如何正确选择探头成为工程师们要面对的一大难题。

如何正确选择适合您的探头?五大要素:可靠性、安全性、专用性、精确度、服务可靠性可靠性在测试中的重要性毋庸置疑。

可靠性的重要不光只针对与探头,对于测试设备及附件,可靠性也是最重要的因素。

一台优质的测试仪器能够让工程师对测试结果拥有坚定的信心。

探头的可靠性对于复杂产品设计尤其重要。

在产品设计过程中,一个很小的测试误差就会将工程师引导到错误的方向。

那么如何验证探头的可靠性呢?首先,验证探头是否能在一定时间内保证设计指标?是否在误差可控的范围内工作?(高精度、高速测试更应重视)其次,确保探头所用原料、设计、制造、品控具备全阶段综合保证。

因为每个环节都会影个探头产品的可靠性,尤其对于关键部件应该建立可追溯的机制。

在选择探头前,先确认以上两点,最好选择大品牌产品,质量可靠性有更多保障。

安全性探头必须要经过安全验证电子产品都必须经过一系列的标准的认证,才能到用户手中,以确保使用过程中的安全性。

例如高压探头,测试对象动辄几百上千伏的高压对使用者来说是非常危险的,厂家必须严格管控其安全标准的测试及认证。

对于探头额定的测试电压或者电流测试要求要高于其指标标准以保证更加安全的测试。

其次还有电磁兼容标准的测试,环境的测试都是从各个方面来保证使用者的安全。

专用性探头是为了满足示波器不同的测试需求而研发的。

由于不同行业技术要求,从信号类型的角度出发,电源行业工程师要求测试低至几百uV或几个mA微小纹波信号,直流电流高达500安,交流电流信号几千安培,高压差分信号高达5000-6000V。

示波器探头原理

示波器探头原理

示波器探头原理示波器探头是示波器中的一个重要部件,它的作用是将被测信号转换成示波器可测量的电压信号。

在示波器测量中,探头起着至关重要的作用,正确的选择和使用探头可以保证测量结果的准确性和可靠性。

本文将介绍示波器探头的原理,帮助读者更好地理解示波器探头的工作原理和选择使用。

首先,我们来了解一下示波器探头的基本结构。

一般来说,示波器探头由接地线、信号引线、衰减器、补偿器和接口等部分组成。

接地线用于连接被测电路的地,信号引线用于连接被测信号的输入端,衰减器用于将被测信号进行衰减,补偿器用于调节探头的频率响应,接口则用于连接示波器主机。

接下来,我们来详细介绍一下示波器探头的工作原理。

当被测信号通过信号引线输入到探头时,首先经过衰减器进行衰减,然后再经过补偿器进行补偿,最后通过接口输入到示波器主机。

衰减器的作用是将被测信号的幅值降低到示波器可测量的范围内,以保护示波器主机不受过大的输入信号影响。

补偿器的作用是校正探头的频率响应特性,使得探头在不同频率下都能够准确地传输信号。

在选择使用示波器探头时,需要考虑被测信号的频率范围、幅值范围和波形特性等因素。

不同的探头具有不同的频率响应特性和衰减比,因此在选择探头时需要根据实际测量需求进行合理选择。

另外,还需要注意探头的接地方式,接地方式的选择会对测量结果产生影响,需要根据具体情况进行合理选择。

总之,示波器探头作为示波器中的重要部件,具有重要的测量作用。

正确的选择和使用探头可以保证测量结果的准确性和可靠性。

希望通过本文的介绍,读者能够更好地理解示波器探头的工作原理和选择使用,从而更好地应用示波器进行信号测量。

利用示波器进行频率测量的注意事项

利用示波器进行频率测量的注意事项

利用示波器进行频率测量的注意事项创新技术的发展为频率测量提供了更加便捷和精确的工具,而示波器作为一种重要的电子测量设备,在频率测量中有着广泛的应用。

但是,在使用示波器进行频率测量时,我们需要注意一些事项,以确保测量结果的准确性和可靠性。

首先,选择合适的探头是测量频率的关键。

一般来说,由于示波器的输入阻抗较高,探头的输入阻抗也需要尽可能高,以避免对被测电路的干扰。

因此,选择具有高输入阻抗的探头是非常重要的。

此外,还需要根据实际测量情况选择合适的探头类型,如被测信号频率范围、电压等级等。

其次,要注意示波器的触发方式。

触发是示波器测量中的一个关键参数,它决定了示波器在扫描时何时开始记录数据。

在频率测量中,正确设置触发条件可以帮助我们准确地测量信号的周期或频率。

一般来说,如果要测量周期较长的信号,我们可以选择“外部触发”的方式,将外部信号作为触发源,以确保触发时机的准确性。

另外,示波器的采样率也是需要注意的因素。

采样率决定了示波器对信号的采样精度,直接影响到频率测量的准确性。

一般来说,为了保证准确的频率测量结果,应该选择具有较高采样率的示波器。

同时,如果被测信号的频率较高,示波器的带宽也要相应增加,以避免信号失真带来的测量误差。

除此之外,还需要注意示波器的校准和调整。

示波器作为一种精密的测量设备,需要经常进行校准和调整,以确保其测量结果的准确性和稳定性。

在频率测量中,校准示波器的时间基准和垂直增益是非常重要的步骤,可以通过内置的校准功能或者外部标准信号源进行校准。

同时,为了减小测量误差,我们还可以采取一些附加措施。

例如,可以在测量前对被测信号进行滤波处理,以去除频率分量中的杂散信号;可以在测量时增加平均值处理,以提高测量结果的稳定性;还可以检查示波器的通道匹配情况,以减小不同通道之间的干扰等。

总之,利用示波器进行频率测量时,我们需要注意选择合适的探头、正确设置触发方式,以及注意采样率、校准和调整等方面的问题。

探头知多少?

探头知多少?

探头知多少?探头知多少?探头是工程师日常必备工具,它被用来衔接和探测被测器件,对于测试、测量至关重要。

而面向不同应用需求,不同品牌探头,在挑选探头与用法探头办法上往往存在着无数问题,那么工程师们关于探头的诸多问号该如何解决呢?一、什么是探头?探头是把信号源衔接到示波器输入上的某类设备或网络。

不管探头事实上是什么,它必需在信号源和示波器输入之间提供足够便利优质的衔接。

探头是示波器与被测物的桥梁,没有这座桥梁,示波器就无法读取被测物的信息。

二、为什么有这么多探头?可供挑选的示波器型号和功能十分广泛,只是市场上浮现大量探头的基本缘由之一。

不同的示波器要求不同的探头。

400 MHz示波器要求支持400 MHz带宽的探头。

但是,许多功能和成本相同的探头会争夺100 MHz示波器,因此,必需设计一套不同的探头,来支持100 MHz的带宽。

普通来说,应尽可能挑选与示波器的带宽相匹配的探头。

三、到底怎么选探头?因为广泛的示波器测量应用和需求,市场上可供挑选的示波器探头无数,因此探头挑选过程很简单引起混淆。

为削减大量的混淆及缩小挑选过程,应向来遵守示波器创造商的探头建议,这一点十分重要,由于不同的示波器是为不同的带宽、升高时光、敏捷度和输入阻抗考虑因素而设计的。

全面利用示波器的测量功能要求探头要与示波器的设计考虑因素相匹配。

四、探头对测量有何影响?为获得信号的示波器显示,必需把信号的某个部分转换成示波器的输入,其中测试点(TP) 后面的电路用法信号源Es和相关电路阻抗Zs1和Zs2表示,这是Es上的正常负荷。

在示波器衔接到测试点上时,探头阻抗Zp和示波器输入阻抗Zi成为信号源上负荷的一部分。

按照阻抗的相对值,在测试点中增强探头和示波器导致各种负荷效应。

五、探头指标有哪些?畸变(通用指标)、精度(通用指标)、安培秒乘积(探头)、衰减系数(通用指标)、带宽(通用指标)、(通用指标)、CMRR(差分探头)、衰退时光常数(电流探头)、直流(电流探头)、频率电流额定值下降(电流探头)、升高时光(通用指标)、第1页共2页。

示波器实验报告的误差

示波器实验报告的误差

示波器实验报告的误差引言示波器是电子测量仪器中常用的一种,用于观察和分析电信号的波形和特征。

在示波器实验中,我们通常会遇到一些误差,这些误差可能会影响到实验的准确性和可靠性。

因此,理解示波器实验中可能出现的误差,对于正确分析和解读实验结果是非常重要的。

误差来源及类型1. 示波器的固有误差:示波器在制造过程中,由于元器件的精度、质量和技术水平等方面的限制,会存在一些固有误差。

这些误差主要影响示波器的测量精度和灵敏度。

2. 测量探头的误差:示波器通常需要使用测量探头进行信号的采样和测量,而探头本身也会引入一定的误差。

例如,探头的频率响应不均匀、输入阻抗不匹配、非线性等问题都会对测量结果产生一定的影响。

3. 信号干扰引入的误差:示波器在进行信号测量时,很容易受到外部环境中的干扰,例如电磁干扰、地线干扰等。

这些干扰会使得信号波形和特征发生变化,从而导致测量结果的误差。

误差评估和补偿为了准确评估示波器实验中的误差并尽量减小误差对实验结果的影响,可以采取以下方法:1. 校准示波器:在进行示波器实验之前,应该对示波器进行校准。

校准可以通过使用标准信号源进行比对测量,校正示波器的刻度和增益等参数,从而提高测量的准确性。

2. 选择合适的探头:探头是示波器实验中重要的组成部分,选择合适的探头对于准确测量非常重要。

应根据测量的信号频率和振幅范围选择合适的探头,并注意探头的频率响应和阻抗特性,以降低测量误差。

3. 防止信号干扰:尽可能减少示波器实验中的信号干扰是有效减小误差的措施之一。

可以通过合理布置电路连接、增强地线的接触和屏蔽等方式来降低外部干扰对信号测量的影响。

4. 多次测量取平均:由于示波器实验中的误差可能具有一定的随机性,进行多次测量并取平均值可以减小误差对实验结果的影响。

通过多次测量平均可以提高实验的可靠性和准确性。

误差分析实例以利用示波器测量电阻值为例进行误差分析。

假设要测量某电阻R的阻值,并将电阻与示波器连接。

示波器及探棒重要基础知识点

示波器及探棒重要基础知识点

示波器及探棒重要基础知识点示波器及探棒是电子测量领域中非常重要的工具,广泛应用于各个行业和学科中。

以下是示波器及探棒的一些重要基础知识点:1. 示波器:示波器是一种用于观察电信号波形的仪器。

它可以将电信号转换成可见的图形,帮助我们分析和诊断电路中的问题。

示波器的主要参数包括带宽、采样率、存储深度等,不同的应用场景需要选择适合的示波器。

2. 示波器的工作原理:示波器通过探头将电信号转换成电压信号,并将其显示在示波器的屏幕上。

探头是示波器中至关重要的组成部分,它能够准确地接触被测电路,同时保持信号的准确性和完整性。

3. 探头的种类及选择:探头分为被动探头和主动探头两种。

被动探头适用于大多数应用场景,价格相对较低;主动探头则适用于高频和高速信号测量,价格较高。

在选择探头时,需要考虑被测电路的性质、频率范围、信号波形等因素。

4. 示波器中的触发功能:触发功能是示波器中的重要功能之一。

通过设置触发条件,可以使示波器在特定的信号条件下自动显示波形。

触发功能可以帮助我们捕捉和显示特定的信号,方便波形观察和分析。

5. 示波器测量参数:示波器可以对电信号进行多种参数的测量。

常见的测量参数包括幅值、频率、相位、峰-to-峰值、周期等。

通过正确设置示波器的测量参数,我们可以准确地分析被测电路的性能和特点。

6. 示波器的应用领域:示波器广泛应用于电子、通信、自动化、医疗、航天等领域。

在电子工程中,示波器被用于电路调试、故障排查、信号分析等;在通信领域,示波器用于信号发生和接收的测试及分析。

总之,示波器及探棒是现代电子测量领域中必不可少的工具。

掌握示波器及探棒的基础知识,能够帮助我们更好地进行电路测试、故障排查和信号分析等工作。

X10示波器探头的重要性

X10示波器探头的重要性

X10示波器探头的重要性X10示波器探头的重要性也许你经历过这种情况:你用触发器构建了一个简单的数字电路,比如行波计数器,它似乎工作OK。

但一旦你用示波器去看其中一个Q输出,有趣的事情发生了。

你看不到你期待看到的,计数器甚至停止了工作。

发生什么了?答案肯定在你的示波器探头。

也许你没有用实际的示波器探头,只是用了一段同轴电缆,一端是BNC接头,一端是一对鳄鱼夹。

看低频正弦波时它可能工作得很好,但对数字电路则不行。

问题在这里:那段同轴电缆有一定的电容(典型的是50pF/英尺)和电感,但只有很小的电阻。

因此这是一个有很小阻尼的谐振电路。

试图让有着快速上升沿的数字信号通过它,就像用锤子敲钟。

电缆会振铃。

振铃时,施加在探头输入端的信号会沿着电缆前进,到另一端反射,返回到探头输入端,移相,叠加在你试图测量的信号上。

结果就是在你连接电缆的点造成了瞬态:上下振动的非常窄的电压尖峰。

再看你的数字电路,由于在计数器中间造成了电压尖峰,致使触发器改变状态。

很明显一个输入尖峰会翻转你的触发器,但输出端的尖峰也会造成触发器翻转。

解决办法就是用真正的示波器探头而不是用同轴电缆。

通常你需要一个适当调整的X10探头。

探头可以X1或X10.一般来说,探头有个开关,你可以在X1模式和X10模式间转换。

示波器探头是通过增加电阻来减少振铃的。

X1探头比一段同轴电缆好,但X10探头比X1探头更有效。

X10探头可以减少电容至1/10,缺点就是也减少信号至1/10.这就是说,到达探头尖端的信号只有1/10到达示波器。

上图是X10探头的内部电路。

你可以看到,其实那就是一个分压器。

适当选。

示波器探针对测量的影响

示波器探针对测量的影响

示波器基础(四)—附件和软件点击次数:465 发布时间:2008-10-22 9:12:084.1 探头是怎样工作的示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线,而且是测量系统的重要组成部分。

探头有很多种类型号各有其没的特性,以适应各种不同的专门工作的击破要,其中一类称为有源探头,探头内包含有源电子元件可以提供放大能力,不含有源元件的探头称为无源探头,其中只包含无源元件如电阻和电容。

这种探头通常对输入信号进行衰减。

我们将首先集中讨论通用无源探头,说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响,接着简单介绍几种专用探头及其附近。

屏蔽探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现,如果我们仅仅使用一面导线来代替探头,那到它的作用就好象是一根天线,可以从无线电台、荧光灯,电机、50或60Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号,其些这类噪声甚至还能抽向注入到被测电路中去所以我们首先需要的是屏蔽的电缆,示波器探头的屏蔽电缆通过们于探头尖端的接地线和被测电路连接,从而保证了很好的屏蔽。

探头带宽和示波器一们,探头也具有其允许的有限带宽。

如果我们使用一台100MHz的示波器和一个100MHz的探头,那么它们组合起来的响应就小于100MHz,探头的电容和示波器的输入电容相加,这就减小了系统的带宽,加大了显示的上升时间tr见第一章1.3节上升时间。

使用1.3节的公式tr(ns)=350/BW(MHz)如果示波器和探头各自均为100MHz带宽,其上升时间均为tr=3.5ns 。

则有效系统上升时间就由下式给出:trsystem=sqr(t2rscope+t2rprobe)=sqr(3.52+3.52)ns=sqr(24.5)2ns=4.95ns根据4.95ns的系统上升时间求得,系统带宽为350/4.95MHz=70.7MHz。

Fluke公司给所有示波器配备的探头都能使示波器保证在探头尖端获得规定的示波器带宽,从上述的计算可以看出,视觉要求探头本射的带宽要比示波器的带宽宽得多。

示波器探头

示波器探头

示波器探头1 概述示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要,它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。

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,复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。

简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰,而且本身等效电容较大,造成被测电路的负载增加,使被测信号失真。

1.1 示波器探头的定义本质上,示波器探头是在测试点或信号源和示波器之间建立了一条物理和电子连接;实际上,示波器探头是把信号源连接到示波器输入上的某类设备或网络,它必须在信号源和示波器输入之间提供足够方便优质的连接。

连接的充分程度有三个关键的问题:物理连接、对电路操作的影响和信号传输。

1.2 示波器探头的发展过程在过去50年中,各种示波器探头接口设计一直在不断演进,以满足提高的仪器带宽速度和测量性能要求。

在最早的年代,通常使用香蕉式插头和UHF型连接器。

在20世纪60年代,普通BNC型连接器成为常用的探头接口类型,因为BNC体积更小、频率更高。

目前,BNC探头接口仍用于测试和测量仪器设计,当前更高质量的BNC型连接器提供了接近4GHz的最大可用带宽功能。

之后,某些厂家提出了普通BNC型探头接口设计变通方案,在使用BNC连接器的同时,额外提供了一个模拟编码的标度系数检测针脚,作为机械和电子接口设计的一部分,使得兼容的示波器能够自动检测和改变示波器显示的垂直衰减范围。

1.3 示波器探头的结构形式大多数探头由探头头部、探头电缆、补偿设备或其他信号调节网络和探头连接头组成。

如图1所示。

图1 探头的结构形式为进行示波器测量,必须先能够在物理上把探头连接到测试点。

为实现这一点,大多数探头至少有一两米长的相关电缆,如图1所示。

但是探头电缆降低了探头带宽:电缆越长,下降的幅度越大。

除了一两米长的电缆外,大多数探头还有一个探头头部或带探针的把手,探头头部可以固定探头,用户则可以移动探针,与测试点接触。

通常这一探针采用弹簧支撑的挂钩形式,可以把探头实际连接到测试点上。

示波器探针

示波器探针

的存在,随着频率升高,并联组合阻抗逐渐变 小,将对被测电路形式负载。如1M 输入阻抗, 在频率达到100MHz时,等效阻抗只有100 左 右。因此,高带宽的示波器一般都采用50 输 入阻抗,这样可以保证示波器与源端的匹配。 但是使用50 输入阻抗时,必须考虑到50 输 入阻抗的负载效应比较明显,此时最好使用低 电容的有源探针。 3.电容负荷 电容负荷 随着信号频率或转换速率提高,阻抗的电 容成分变成主要因素。结果,电容负荷成为主 要问题,特别是电容负荷会影响快速转换波形 的上升时间和下降时间及波形中高频成分幅度。
探针的主要技术指标
由于带宽和上升时间成倒数关系故其带宽公式 如下:
探针的主要技术指标
电容 探针头部电容指标是指探针探针上的电容, 是探针等效在被测电路测试点或被测设备上的 电容。探针对示波器一端也等效成一个电容, 这个电容值应该与示波器电容相匹配。对10× 和100×探针,这一电容称为补偿电容,它不 同于探针头部电容。 探针衰减补偿 所谓探针衰减补偿是指当示波器和探针配 合使用时,调整探针中的可变电容,以使频率 达到相对稳定。探针补偿意味着在探针末端和 示波器的输入端之间频率补偿。
在这些无源探针中,10×无源电压探针是最常 用的探针。对信号幅度是1V峰峰值或更低的应 用,1×探针可能要比较适合,甚至是必不可 少的。在低幅度和中等幅度信号混合(几十毫 伏到几十伏)的应用中,可切换1×/10×探针 要方便得多。但是,可切换1×/10×探针在本 质上是一个产品中的两个不同探针,不仅其衰 减系数不同,而且其带宽、上升时间和阻抗 (R和C)特点也不同。因此,这些探针不能与 示波器的输入完全匹配,不能提供标准10×探 针实现的最优性能。
电流探针 用电压探针测得电压值,除以被测阻抗值, 很容易就可以获得电流值。然而,实际上这种 测量引入的误差很大,所以一般不采用电压换 算电流的方法。电流探针可以精确测得电流波 形,方法是采用电流互感器输入,信号电流磁 通经互感变压器变换成电压,再由探针内的放 大器放大后送到示波器。 1.交流电流探针 交流电流在互感器中,随着电流方向的变 化,产生电场的变化,并感应出电压。交流电 流探针属于无源设备,无需外接供电。
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量结果时必须考虑探头的特性以及测试电路的阻抗。
收稿 日期 :2 0 - 7 1 05 0 - 8
电容)的频率响应比1 1 : 探头频率响应要宽得多。 一个实际的 0 探头具有几个可调的电容和电阻 1 : 1 以便在很宽的频率范围内获得正确的频率响应 , 这些可调 元件的大多数都是在制造探头时由工厂调好的。 只有一个
连接。 这里提-一 一 峨一一
} PB RE O
C B - E
频率、 精度要求和其他测量因素, 考虑是否会出现振铃问 题。 其次, 通过减小地线或探头线的长度, 看看能否降低 共振频率,如果可以,就存在着感性负载问题。
3 容性负载 在阻性、 感性和容性负载效应中, 解决容性负载问题 最为困难 , 他影响延迟、 上升时间和带宽的测量。 在高频 时, 容抗将影响幅度测量。由于引人了指数响应, 容性负
出电阻与探头本身电阻 ( 如图1 )构成的电阻分压器。
R RB P E O V E U D V C A X R OR + R R E MA R = A UL S C SE T UE PB O
被测电路 : 探头
图2 感性负载在被浏信号上登加振铃
因而用该探头测量上升时间大于约24 的任何波 . s n 形都将会出现振铃。
容性 负载改变了波形的形状
对简单R C电路,指数响应的时间常数近似为:
T “ 23 R I C, RE . ,A X , I S X , R
2 勺了 r 7 /产
厂 二一通一
so on .
K y od :ga c c ;s t esedbnwdhm aue et rb ew rs nl k e ; ; i ; sr n; e s i l r i pe ad t e o i m m po
示波器探头是测量链中的关键一环。 探头并不仅仅是 连接被测电路与示波器的管道, 他对测量结果及被测电路 均有影响。 探头分为有源探头和无源探头两大类, 有源探
7 4
为20 z。 0 MH )信号可能有更快的上升时间, 但用这样的探
头不能看到如此快的信号( 为使测量误差<2 测试信号 %, 的上升时间至少应小于示波器上升时间的15 0 /) 测量误差仅仅是容性负载所产生问题的一半。 他会把 你引人一条死胡同, 使你看不到存在的问题, 或忙于解决
微调电容留给用户去调节。这个 电容称为低频补偿电容,
应当通过调节这个电容使得探头和与之相配用的示波器
7 3
匹配, 使用示波器前面板上的信号输出可以很容易地进行 这项调节工作,示波器的这个输出端标有 “ 探头调节” ,
V 、 VEUD 个尹 M SE AR
VM 赴
“ 校准器” " A ” , C L 或者 “ 探头校准” 等标志, 并能送出一 个方波输出电压。 方波中包含很多频率分量, 当所有这些 分量都以正确的幅度送至示波器时, 就能在示波器屏幕上 再现方波信号。 在使用衰减探头之前一定不要忘记检查探 头的补偿情况, 由于一台示波器的不同输入通道的输入电 容可能有小的差异, 所以, 你应当按照示波器上要使用的 通道来进行探头补偿调整工作。 在阻性、 感性和容性负载误差源中, 阻性负载的影响 最小, 因为他通常不会在电路中产生非线性行为。 虽然太 大的阱电流也会产生非线性响应, 但在使用1 Mr的探头 0 Z 时不会出现这一问题。 最常见的阻性负载问题是由电路输
有些探头里没有串联的电阻, 这类探头主要就一段电 缆和一个测试头构成。 因此, 在其工作频率范围或有用带 宽之内, 探头对信号没有衰减作用。 这类探头称为1 1 :或 X1 探头。 由于这类探头在测试点处将其自 身的电容 ( 包括 电缆的电容) 与示波器的输人阻抗连在一起, 所以这种探头 具有负载效应。 当信号频率高时, 探头的容性负载效应更加 显著。由于电缆的类型和长度的不同以及探头本身构造等
不能完全加到示波器的输人端 , 因为已经引入了一个分压 器。 这样一来就使得这种探头 ( 包含串联的电阻及其补偿
1 阻性负载
进行测量时, 常常以为测得的电压和电路中未连人示
波器时是完全一样的。 实际上, 每个探头都有其输人阻抗, 输人阻抗包含了电阻、 电容和电感分量。 由于探头引人的
额外负载, 所以, 连入探头后就会影响被测电路 ,分析测
} R 1 B L E
图1 电F m、电容和电感的加载效应
这里RO : C是被测电路的输出阻抗。 SR U 使用不正确的探头不仅会使信号失真, 而且会使电路
出现错误的行为。
与RO C 相比, SR UE 探头电阻越低, 所测到的波形幅度也就 越低。 例如, 如果RO C为1 , SR U: Ma 测到的幅度比实际值约低 9 而若 RR 仅为1 %。 P , Mn,则测到的幅度将低5 , 00
t 一B =1 X 一乙 入I “ ·n t ” W 4 1 · V 二‘ s 5 0 “ 6 ,
0 3 . 5 03 .5 , 、 。9 ,. _ _ 。
探头的设计应把自 身电容减到最小, 同时应使用尽可 能短的接地线 ( 有些探头在地线上增添铁磁环以减小振 铃。 但你会为此付出增加地线阻抗的代价, 而这又会降低 探头的共模抑制) 在测量中, 。 感性负载一般不成问题, 除 非被测信号的频率成分超过了带宽, 或太差的地线和触针
探头的带宽(W) B 可以定义为用户对示波器探头系统 可预期的一3 d B最高频率。 大多数探头带宽 ( z 与上升 H) 时间 () s 乘积接近03 。 . 在很多情况下, 5 带宽由脉冲上升 时间验证来保证最小失真。 上升时间通常规定为信号从其
RN O C S R I UE R
是探头增加被测电路负载的关键因素。 在较高频率时, 探 头输人电容就是重要因素。 与探头有关的主要测量误差是
容性负载。
原因,1 1 , 探头的输人电容通常可以从大约3^10 以 5- p 0 F 上,这等于给被测电路施加了一个低阻抗因素负载,具有 4 p 输人电容的1 1 7 F : 探头,在2 MH 之下的电抗仅为 0 : 19 , 6 0 这就使得这个探头在此频率无法使用。 可以在探头中增加一个和示波器输入阻抗相串联的 阻抗, 减小探头的负载效应。 然而, 这就意味着输人电压
稳态最大值的10^9% 00' 所用的 0 时间。 上升时间 是一个示
波器从理论上来说能够显示的最快的瞬变时间。 如果波形上升时间对激励振铃而言足够短,振铃将作 为捕获信号的一部分出现。 例如, 要计算地线造成的振铃频 率, 可假设探头地线的电感约为2 n 八 。 此, p 电 5 n 因 有8 H F 容和6 i 长地线的探头的振铃频率近似为15 z n 4 MH ,
CHANG h we Z i n
( umn Me lry lg, mn ,503C i ) Kn i g t l g C l eK n i 603 ,h a au oe u g n
A s at si gah hl u as t f ni e n dcds n g dbgi . h dvl m n i cm ue O cl rp ia p l iat eg er i pout i i ad ug gWi te e p et o p t , bt c: l r o s e f s s n o r n s r eg n n e n t h e o n r s i nutr d m ui t n cnl y te nl c i a ci ss m ok f t ad e nl e e t e c dc a c m n a o t h o g , s a c k c u yt w rs e n t s a r t g s mo o n o ci e o h i g l n i t e o r a r h i s g i i e s m sot . e r, e erly sbt t aa g nlbi s u m r ad r e i n d i l r. u k acr e hr rte f et i gat o us a nl s a r g aot e m e n t t er sI qi ad ua e hr o h n t i f r e o i s n b g o n o m e ia r g o n c n c t aa s o te t s nl ay f tr a te o i m s b t e i o ons esrm n. aprts rt g nl i f ss m a, n nw os h f l n ut a n acut i m aue etT e aa oeai y s h y e i m g e a c s o w g l e n c k t n h p u p n sed f t te vyd nl ni , wdh e uhpsie ef i f tr i esr etau alpoead pe a a a h sree s a cag gbn i wd eog ,os li r r g os aue n, i b rb , s s u s i g h n ad t i n b n en a t c n m m s t e n
头内包含有源电子元件, 可以提供放大能力; 不包含有源 元件的探头称为无源探头, 其中只包含无源元件 ( 如电阻 和电容)这种探头通常对输人信号有衰减。 , 所有探头均存 在着阻性、 感性和容性负载; 问题是要把这些负载影响限 制在可接受的极限范围之内。 输人电阻和电容常用来描述
探头的负载作用 ,在低频 ( MH )时,探头输人电阻 G1 z
这 里 C 是 探 头 和 示 波 器 的 组 合 电 容,TA N I RO L T RN SR 。 I+RO C UE 这一时间常数确定了被测信号上升时间的上限。例 如,对于 10 0 S输出电阻的电路,使用具有 1 1 Z M 电阻和 L 8 p F电容的探头时, 其上升时间极限为17 n ( . s带宽近似 5
示波器探头在测量中的 重要性
常志文
( 昆明冶金高等专科学校 云南 昆明 603) 503
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