示波器阻抗匹配及探头选择问题研究
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和５ ０ Ｑ， 有 的可能 还有 ７ ５ Ｑ， 在 测 试 中根 据被 测 电 路输 出 阻 抗 不 同选 择 相 应 示 波 器 输 入 阻 抗， 才能得 到正 确 的测 试 结 果 。但 在 实 际应 用 中， 测 试人 员可 能不 知道 该选 择 哪种输 人 阻抗 ，
…
Ｒ －（ Ｅ
的输入阻抗不匹配时， 信号的反射会很严重 ， 导
致测 试结 果不 准确 。 （ １ ） 什 么情况 下选 用 １ ＭＱ 匹 配阻抗
示波器测试 电视系统 的相关信号 ， 就应该选择 ７ ５ ｎ 的输入 阻 抗 。
如果被测信号为数字信号或视频信 号， 可 以选 用 １ Ｍ ｎ 匹 配 阻抗 ， 这 时 的测 试 结 果 是 准 确 的。
某 被测 系统 的输 出 阻抗 为 ５ Ｏ Ｑ， 当示 波器 选用 １ Ｍ ｎ 匹配时， 整 个 测 试 系统 处 于 失配 状 态 。从 分 析 表 １数 据 可 以得 出 ： 当选 用 ｌ Ｍｎ
匹配 时 ， 由于整个测 试 系统不 匹 配 ， 导 致测试 幅
倍被测源电阻， 以维持小于 １ ０ ％的幅度误差。
被 测 电 路
度有差 异 ， 并 且 不 同长 度 的测 试 电 缆 （ 阻 抗 为
５ Ｏ ） 测 出 的结 果 也 不 一 致 ， 这 主 要 因 为 当系
统 处 于失配状 态 时 ， 系统 会有 反 射 ， 并 且反射 情 况 各异 ， 导致 测试结 果各 不相 同。 示 波器在 测试 一 些 通 讯 信 号 时 ， 通 讯 系 统
第３ ３卷 ２ ０ １ ３年
第 ７期 ７月
核 电子 学 与探测 技术
Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ． ７ ０ １ ３ Ｊ ｕ ｌ ｙ ． ２
示 波 器 阻抗 匹配及 探 头选 择 问题 研 究
张秀华
（ 中物院电子工程研究所 ， 绵阳 ６ ２ １ ９ ０ ０ ）
摘要 ： 简要介绍 了阻抗匹配的原理 ， 分析 了示波 器测试 通道输 人阻抗 匹配 问题 以及测试 探头 的选
择 问题 ， 为测试人 员在进行 系统信号 测试时提供 了参考依据 。
关键词 ： 阻抗 匹配 ； 示 波器 ； 探头 ； 特性阻抗
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ９ ３ ５ 文献 标志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ８ ０ ７ － ０ ３
示波器通道的输人 阻抗一般有高阻 １ Ｍ ｎ
ＥΒιβλιοθήκη Baidu２
。
通常会选取 默认值 ， 示波器的默认阻抗一般为 高阻抗 ， 还有一些示波器则是只有高阻抗 ， 如果
要用 到 ５ ０ Ｑ或者 ７ ５ Ｑ， 则 必 须 通 过 匹 配 转换
头来 实现 。
图 １ 纯 电阻 电路
示波 器 的 探 头 可 以 看 作 被 测 电 路 的一 部 分， 因此它 对被测 电路 的信号 有 一定影 响 ， 如何
（ ２ ） 什 么情况 下选 用 ５ ０ Ｑ 匹配 阻抗 如果被 测 系统输 出阻抗 是 ５ ０ Ｑ， 则必 须选
择５ ０ Ｑ 阻抗 。
３ 示 波器 探 头 对 测 试 电 路 的 影 响
因为 当探 头探 测 到被 测 电路 以后 ， 探 头 就
成 了被 测 电路 的一 部 分 ， 因此探 头 对 被测 电路 是有所 影 响 的 。探 头 的 负载 效 应 包 括 ３部 分 ： （ １ ） 阻性负 载效应 ； （ ２ ） 容 性负 载效应 ； （ ３ ） 感 性 负载 效应 。见 图 ３ － ２ Ｊ 。
得： Ｒ＝ ｒ 时， 分 母取 得最小 值 ， 此 时负载 所获取的功率最大 。所 以当负载电阻等于电源 内阻时 ， 负载将获得最 大功率 ， 亦即这个电路 阻抗是匹配的。对于非纯 电阻 电路 ， 信号源阻 抗必须等于负载的共轭阻抗 ， 即： Ｒ ＋ ＝ Ｒ ＋ ｊ ｘ ， 。如 图 ２所 示 ， 只有满足这个 条件的时候， 从信号源到负载传输的能量最大¨ 】 。另外 ， 为
阻性 负载相 当 于在被 测 电路上 并联 了一个
３
Ｏ
现举一个 实 际 测试 中 的例 子 ， 说 明示 波 器
通道 匹 配 阻抗 如果 选 择 不对 ， 会 导致 测 试 结果 大相 径庭 。
电阻 ， 对 被测 信号 有分 压作 用 ， 影 响被测信 号 的 幅度 和直流偏 置 。一 般推 荐探 头 的 电阻 Ｒ＞１ ０
近短路 状态 。由电路 输 出功 率 ：
有效传输功率 ， 满足这个条件可 以避免能量从
负载反射到信号源 ， 尤其是在诸如视频传输或
微波 网络的高频应用环境更是如此。
Ｒｓ
） 【 Ｌ
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ６—１ ３ 作者简介 ： 张秀华 （ １ ９ ７ ３一） ， 女， 工程 师 ， 硕士， 主要
图 ２ 非纯 电阻 电路
研究方向为无 线电调试 技术 。
２ 特 性 阻抗 的选 择
当被 测 电路 的系统输 出阻抗 与示 波器通 道
（ ３ ） 什么 情况下 选 用 ７ ５ Ｑ 匹配 阻抗
一
般 电视 系统 的阻抗 为 ７ ５ Ｑ， 跟 电视 系统
相 连 的视 频 电缆 的阻 抗 都 为 ７ ５ Ｑ。如 果 要 用
将探头的影 响降到最低 ， 牵扯到探头 的选择问 题 。本文 就示 波器通 道输 入 阻抗 及测 试 探头 的
选 择 问题作 了较 为 细致 的分 析 ， 希 望 能给 其 他
的测试人员在这两个问题上提供一些参考。
１ 阻抗匹配的基本原理
如图 ｌ 所示 ， 尺为负载 电阻 ， ｒ 为 电源 的内 阻， Ｅ为 电压 源。由于 ｒ 的存 在 ，当 Ｒ很大 ， 时， 电路接近开路状态 ， 而当 Ｒ很小 时电路接
…
Ｒ －（ Ｅ
的输入阻抗不匹配时， 信号的反射会很严重 ， 导
致测 试结 果不 准确 。 （ １ ） 什 么情况 下选 用 １ ＭＱ 匹 配阻抗
示波器测试 电视系统 的相关信号 ， 就应该选择 ７ ５ ｎ 的输入 阻 抗 。
如果被测信号为数字信号或视频信 号， 可 以选 用 １ Ｍ ｎ 匹 配 阻抗 ， 这 时 的测 试 结 果 是 准 确 的。
某 被测 系统 的输 出 阻抗 为 ５ Ｏ Ｑ， 当示 波器 选用 １ Ｍ ｎ 匹配时， 整 个 测 试 系统 处 于 失配 状 态 。从 分 析 表 １数 据 可 以得 出 ： 当选 用 ｌ Ｍｎ
匹配 时 ， 由于整个测 试 系统不 匹 配 ， 导 致测试 幅
倍被测源电阻， 以维持小于 １ ０ ％的幅度误差。
被 测 电 路
度有差 异 ， 并 且 不 同长 度 的测 试 电 缆 （ 阻 抗 为
５ Ｏ ） 测 出 的结 果 也 不 一 致 ， 这 主 要 因 为 当系
统 处 于失配状 态 时 ， 系统 会有 反 射 ， 并 且反射 情 况 各异 ， 导致 测试结 果各 不相 同。 示 波器在 测试 一 些 通 讯 信 号 时 ， 通 讯 系 统
第３ ３卷 ２ ０ １ ３年
第 ７期 ７月
核 电子 学 与探测 技术
Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ． ７ ０ １ ３ Ｊ ｕ ｌ ｙ ． ２
示 波 器 阻抗 匹配及 探 头选 择 问题 研 究
张秀华
（ 中物院电子工程研究所 ， 绵阳 ６ ２ １ ９ ０ ０ ）
摘要 ： 简要介绍 了阻抗匹配的原理 ， 分析 了示波 器测试 通道输 人阻抗 匹配 问题 以及测试 探头 的选
择 问题 ， 为测试人 员在进行 系统信号 测试时提供 了参考依据 。
关键词 ： 阻抗 匹配 ； 示 波器 ； 探头 ； 特性阻抗
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ９ ３ ５ 文献 标志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ８ ０ ７ － ０ ３
示波器通道的输人 阻抗一般有高阻 １ Ｍ ｎ
ＥΒιβλιοθήκη Baidu２
。
通常会选取 默认值 ， 示波器的默认阻抗一般为 高阻抗 ， 还有一些示波器则是只有高阻抗 ， 如果
要用 到 ５ ０ Ｑ或者 ７ ５ Ｑ， 则 必 须 通 过 匹 配 转换
头来 实现 。
图 １ 纯 电阻 电路
示波 器 的 探 头 可 以 看 作 被 测 电 路 的一 部 分， 因此它 对被测 电路 的信号 有 一定影 响 ， 如何
（ ２ ） 什 么情况 下选 用 ５ ０ Ｑ 匹配 阻抗 如果被 测 系统输 出阻抗 是 ５ ０ Ｑ， 则必 须选
择５ ０ Ｑ 阻抗 。
３ 示 波器 探 头 对 测 试 电 路 的 影 响
因为 当探 头探 测 到被 测 电路 以后 ， 探 头 就
成 了被 测 电路 的一 部 分 ， 因此探 头 对 被测 电路 是有所 影 响 的 。探 头 的 负载 效 应 包 括 ３部 分 ： （ １ ） 阻性负 载效应 ； （ ２ ） 容 性负 载效应 ； （ ３ ） 感 性 负载 效应 。见 图 ３ － ２ Ｊ 。
得： Ｒ＝ ｒ 时， 分 母取 得最小 值 ， 此 时负载 所获取的功率最大 。所 以当负载电阻等于电源 内阻时 ， 负载将获得最 大功率 ， 亦即这个电路 阻抗是匹配的。对于非纯 电阻 电路 ， 信号源阻 抗必须等于负载的共轭阻抗 ， 即： Ｒ ＋ ＝ Ｒ ＋ ｊ ｘ ， 。如 图 ２所 示 ， 只有满足这个 条件的时候， 从信号源到负载传输的能量最大¨ 】 。另外 ， 为
阻性 负载相 当 于在被 测 电路上 并联 了一个
３
Ｏ
现举一个 实 际 测试 中 的例 子 ， 说 明示 波 器
通道 匹 配 阻抗 如果 选 择 不对 ， 会 导致 测 试 结果 大相 径庭 。
电阻 ， 对 被测 信号 有分 压作 用 ， 影 响被测信 号 的 幅度 和直流偏 置 。一 般推 荐探 头 的 电阻 Ｒ＞１ ０
近短路 状态 。由电路 输 出功 率 ：
有效传输功率 ， 满足这个条件可 以避免能量从
负载反射到信号源 ， 尤其是在诸如视频传输或
微波 网络的高频应用环境更是如此。
Ｒｓ
） 【 Ｌ
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ６—１ ３ 作者简介 ： 张秀华 （ １ ９ ７ ３一） ， 女， 工程 师 ， 硕士， 主要
图 ２ 非纯 电阻 电路
研究方向为无 线电调试 技术 。
２ 特 性 阻抗 的选 择
当被 测 电路 的系统输 出阻抗 与示 波器通 道
（ ３ ） 什么 情况下 选 用 ７ ５ Ｑ 匹配 阻抗
一
般 电视 系统 的阻抗 为 ７ ５ Ｑ， 跟 电视 系统
相 连 的视 频 电缆 的阻 抗 都 为 ７ ５ Ｑ。如 果 要 用
将探头的影 响降到最低 ， 牵扯到探头 的选择问 题 。本文 就示 波器通 道输 入 阻抗 及测 试 探头 的
选 择 问题作 了较 为 细致 的分 析 ， 希 望 能给 其 他
的测试人员在这两个问题上提供一些参考。
１ 阻抗匹配的基本原理
如图 ｌ 所示 ， 尺为负载 电阻 ， ｒ 为 电源 的内 阻， Ｅ为 电压 源。由于 ｒ 的存 在 ，当 Ｒ很大 ， 时， 电路接近开路状态 ， 而当 Ｒ很小 时电路接