示波器探头基础知识培训
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- 缺点
- 输入电阻低 R - 必须端接 50
- 典型的低阻匹配探头
- P6150
10:1 高阻无源探头
C1 8 pF to 12 pF R1 9 M
GROUND
CABLE
SCOPE
R2 500
C3 20 pF
C2 7-50 pF
R3 1 M
电缆衰减引起的反射. R2C2 + SCOPE 对电缆来说不是理想的终端.
探测小尺寸电路
当今的小 尺寸/表面 贴封电路 已经非常 普及
各种探头附件应 对小尺寸电路
各种探头附件应对小尺寸电路
无源探头选型考虑的因素
示波器
带宽：
探头带宽大于等于示波器带宽
输入电容
探头电容补偿范围必须覆盖示波器的输入阻抗 例如：P5050
倍率读出支持
自动读出衰减倍率，直接得到实际数值
负载效应
泰克示波器基础知识培训
培训课程–2
示波器的探头技术
示波器探头技术及应用
示波器
探头 DUT
什么是探头？
在仪器与待测电路之间联结的导体，可能是： 一段导线 一个表笔 电缆 传感器，变送器 探头。。。
探头的定义： 用以从待测电路获取最小的能量，并以最大的信号保真度传送至
测量仪器的设备。
探头如何影响测量
–长周期
•报告生成
先进的数字和模拟设计
•高速 •不常见的异常事件 •密集的时序容限 •精确/信号重现 •低负载 •先进的触发
–毛刺,幅度异常,亚稳态
集成测量环境 - 探头是仪器
Amps Watts Volts
A
uV
KV
FET
10X
O/E
直接读出 小信号差分测量 高压差分测量 高阻，低负载 高性能无源探头 光电转换器 电流数值
1:1无源探头 (导线)
6 feet
探头端
地线
探头电缆 8 - 10 pF/ft*
1 M
优点:
1X (无衰减) 价格便宜
1.5 ns/ft
SCOPE
缺点:
端接
非端接
输入阻抗很低
- 非常高的反射
- 非常高的输入电容
* 典型的导线探头：高校实验室 的鳄鱼夹
- 低的带宽
20 pF
低阻匹配探头
450
CABLE
脉冲阶跃响应 频率响应曲线
各种应用环境
通用电子与通讯研究
•高速 •低信噪比 •精确/信号重现 •低负载 •先进的触发能力
基础研究
•复杂信号 • 不确定事件 •低信噪比 •分析 •先进的触发 •数据资料
电力电子研究
•安全 •高电压/电流 •瞬时功率 •间隙事件
–毛刺,尖峰脉冲
•谐波测量,分析 • 慢信号
Input R 1M
10X Passive 100 MHZ - 3.5 ns - 8 pF -
Probe
500 MHZ 700 ps 13 pF
10 M
Z0 Passive Probe
3 GHZ 9 GHZ
120 ps - 0.15 pF - 500 40 ps 1 pF
Active Probe 750 MHZ - 4.6 ns - 0.4 pF - 100 k -
示波器是50 还是1M 输入阻抗
无源探头选型考虑的因素
应用
电路设计 维修 生产
测量的信号
探头对电路的负载效应 信号上升时间 信号峰值 信号幅度
无源探头选型考虑的因素
物理连接
探头尺寸 探头尖尺寸 环境因素
典型的探头
Type
1X Passive Probe
Bandwidth Rise Time Input C 15 MHZ 23 ns 100 pF
带宽无限 零输入电容 无穷大输入电阻 无限动态范围 衰减为 1 零延时 零相移 机械尺寸与待测点十分吻合
电压探头的等效电路
探头对被测点的影响
Cc VIN
Vcc
Rc
PROBE
RP
CP
RE
不加探头
Gain = - RC
RE
f0 = 1
加探头
2 p RCCC
Gain = -(RC||RP) RE
f0 =
1
2 p (RC||RP)(CC+CP)
NOTE: Vcc is an AC Ground
探头对被测点的影响
例如：Rc＝10K Re＝10 Cc= 100pF
Rp＝1M Cp=20pF
原电路增益和截止频率： 增益＝ 1000 截止频率 ＝ 1/2 *p*10k *100pF=160KHz
接入探头后的增益和截止频率： 增益 ＝ 991 截止频率＝ 1/2 *p*9.91k *120pF=134KHz
• 直接读出 • 安培和瓦
• 低噪声
• 安全的浮地测量 • 最小电路 • 影响
• 匹配示波器
• 直接读 出光功 率mW
探头的类型
电压
逻辑
电流 温度 光电
无源
有源
无源 有源
无源 有源
低阻 高阻 差分
差分
AC DC
无源电压探头
电压探头
理想的电压探头
cable
Rin = Cin = 0
理想的探头将不影响信号的测量
C2 = 低频补偿----示波器的输入电容的变化.
(Impedance probes, C2 is adjustable. In others, C1 is adjustable.)
10:1高阻无源探头
优点 高输入电阻 宽动态范围 价格便宜 坚固耐用 输入电容小于 C vs 1X Probe
缺点 高输入电容C 与50欧姆系统不兼容 必须经过补偿
0.5 pF
50
GROUND
SCOPE
由于电缆被它的特性阻抗终端, 输入端可看成50 , no L or C.
不需要补偿 0.5 pF 电容是一个加速电容用于补偿电缆的集肤效应
(skin-effect).
低阻匹配探头
• 优点
- 低输入电容C - 带宽高 - 加端接后与 50 和 1 M 兼容 - 无须补偿
典型的10：1无源探头 － P6139A
无源电压探头重要指标
带宽随电压等级提 高而降低
无源电压探头重要指标
等效阻抗
标准附件
与各种电路连接的附件
探头附件
泰克的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源探头家族
1X无源探头 － P6101B 通用无源探头－10X，1 MΩ 输入阻抗
P3010 • P6103B • P6109B • P6111B • P6112 • P6114B • P6117 高性能无源探头－ 10X读出，10 MΩ 输入阻抗
P6131 • P6133 • P6134C • P6136 • P6137 • P6138A • P6139A •
P5050
模块化无源探头 P6105A • P6106A
缓冲放大无源探头 － P6339A 小尺寸电路探头 － P6563A 1X和10X切换无源探头 - P2200 THS700专用探头 - P5102
- 输入电阻低 R - 必须端接 50
- 典型的低阻匹配探头
- P6150
10:1 高阻无源探头
C1 8 pF to 12 pF R1 9 M
GROUND
CABLE
SCOPE
R2 500
C3 20 pF
C2 7-50 pF
R3 1 M
电缆衰减引起的反射. R2C2 + SCOPE 对电缆来说不是理想的终端.
探测小尺寸电路
当今的小 尺寸/表面 贴封电路 已经非常 普及
各种探头附件应 对小尺寸电路
各种探头附件应对小尺寸电路
无源探头选型考虑的因素
示波器
带宽：
探头带宽大于等于示波器带宽
输入电容
探头电容补偿范围必须覆盖示波器的输入阻抗 例如：P5050
倍率读出支持
自动读出衰减倍率，直接得到实际数值
负载效应
泰克示波器基础知识培训
培训课程–2
示波器的探头技术
示波器探头技术及应用
示波器
探头 DUT
什么是探头？
在仪器与待测电路之间联结的导体，可能是： 一段导线 一个表笔 电缆 传感器，变送器 探头。。。
探头的定义： 用以从待测电路获取最小的能量，并以最大的信号保真度传送至
测量仪器的设备。
探头如何影响测量
–长周期
•报告生成
先进的数字和模拟设计
•高速 •不常见的异常事件 •密集的时序容限 •精确/信号重现 •低负载 •先进的触发
–毛刺,幅度异常,亚稳态
集成测量环境 - 探头是仪器
Amps Watts Volts
A
uV
KV
FET
10X
O/E
直接读出 小信号差分测量 高压差分测量 高阻，低负载 高性能无源探头 光电转换器 电流数值
1:1无源探头 (导线)
6 feet
探头端
地线
探头电缆 8 - 10 pF/ft*
1 M
优点:
1X (无衰减) 价格便宜
1.5 ns/ft
SCOPE
缺点:
端接
非端接
输入阻抗很低
- 非常高的反射
- 非常高的输入电容
* 典型的导线探头：高校实验室 的鳄鱼夹
- 低的带宽
20 pF
低阻匹配探头
450
CABLE
脉冲阶跃响应 频率响应曲线
各种应用环境
通用电子与通讯研究
•高速 •低信噪比 •精确/信号重现 •低负载 •先进的触发能力
基础研究
•复杂信号 • 不确定事件 •低信噪比 •分析 •先进的触发 •数据资料
电力电子研究
•安全 •高电压/电流 •瞬时功率 •间隙事件
–毛刺,尖峰脉冲
•谐波测量,分析 • 慢信号
Input R 1M
10X Passive 100 MHZ - 3.5 ns - 8 pF -
Probe
500 MHZ 700 ps 13 pF
10 M
Z0 Passive Probe
3 GHZ 9 GHZ
120 ps - 0.15 pF - 500 40 ps 1 pF
Active Probe 750 MHZ - 4.6 ns - 0.4 pF - 100 k -
示波器是50 还是1M 输入阻抗
无源探头选型考虑的因素
应用
电路设计 维修 生产
测量的信号
探头对电路的负载效应 信号上升时间 信号峰值 信号幅度
无源探头选型考虑的因素
物理连接
探头尺寸 探头尖尺寸 环境因素
典型的探头
Type
1X Passive Probe
Bandwidth Rise Time Input C 15 MHZ 23 ns 100 pF
带宽无限 零输入电容 无穷大输入电阻 无限动态范围 衰减为 1 零延时 零相移 机械尺寸与待测点十分吻合
电压探头的等效电路
探头对被测点的影响
Cc VIN
Vcc
Rc
PROBE
RP
CP
RE
不加探头
Gain = - RC
RE
f0 = 1
加探头
2 p RCCC
Gain = -(RC||RP) RE
f0 =
1
2 p (RC||RP)(CC+CP)
NOTE: Vcc is an AC Ground
探头对被测点的影响
例如：Rc＝10K Re＝10 Cc= 100pF
Rp＝1M Cp=20pF
原电路增益和截止频率： 增益＝ 1000 截止频率 ＝ 1/2 *p*10k *100pF=160KHz
接入探头后的增益和截止频率： 增益 ＝ 991 截止频率＝ 1/2 *p*9.91k *120pF=134KHz
• 直接读出 • 安培和瓦
• 低噪声
• 安全的浮地测量 • 最小电路 • 影响
• 匹配示波器
• 直接读 出光功 率mW
探头的类型
电压
逻辑
电流 温度 光电
无源
有源
无源 有源
无源 有源
低阻 高阻 差分
差分
AC DC
无源电压探头
电压探头
理想的电压探头
cable
Rin = Cin = 0
理想的探头将不影响信号的测量
C2 = 低频补偿----示波器的输入电容的变化.
(Impedance probes, C2 is adjustable. In others, C1 is adjustable.)
10:1高阻无源探头
优点 高输入电阻 宽动态范围 价格便宜 坚固耐用 输入电容小于 C vs 1X Probe
缺点 高输入电容C 与50欧姆系统不兼容 必须经过补偿
0.5 pF
50
GROUND
SCOPE
由于电缆被它的特性阻抗终端, 输入端可看成50 , no L or C.
不需要补偿 0.5 pF 电容是一个加速电容用于补偿电缆的集肤效应
(skin-effect).
低阻匹配探头
• 优点
- 低输入电容C - 带宽高 - 加端接后与 50 和 1 M 兼容 - 无须补偿
典型的10：1无源探头 － P6139A
无源电压探头重要指标
带宽随电压等级提 高而降低
无源电压探头重要指标
等效阻抗
标准附件
与各种电路连接的附件
探头附件
泰克的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源探头家族
1X无源探头 － P6101B 通用无源探头－10X，1 MΩ 输入阻抗
P3010 • P6103B • P6109B • P6111B • P6112 • P6114B • P6117 高性能无源探头－ 10X读出，10 MΩ 输入阻抗
P6131 • P6133 • P6134C • P6136 • P6137 • P6138A • P6139A •
P5050
模块化无源探头 P6105A • P6106A
缓冲放大无源探头 － P6339A 小尺寸电路探头 － P6563A 1X和10X切换无源探头 - P2200 THS700专用探头 - P5102