示波器探头使用
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每个测量都需要一个参照
Page 26
常见缺陷-参照
每个测量都需要一个参照。
Page 27
参照
参照是地线的电平。
Page 28
参照
地线连接到什么上?
?
Page 29
参照
地线连接到示波器的框上。
Page 30
参照
框连接到什么上?
?
Page 31
参照
框通过电源线连接到接地上。
Page 32
Page 9
地线长度也很重要 (低频时的常见缺陷)
Page 10
使用10无源探 头测量的脉冲 A: 没有地线 B: 50 cm地线 C: 10 cm地线 D: BNC直接电 缆连接
(真实信号形状)
为什么担心示波器探头?
每个探头都是一种滤波器或RC滤波器 低通特性
Page 11
为什么担心示波器探头?
示波器探头使用
Page 1
内容包括
探头使用注意事项 无源探头 有源探头 差分探头 力科探头大全
Page 2
为什么担心示波器探头
在把探头连接到电路上时，可能会发生下面三种情况: 1. 您可以把实际波形形状传送到示波器屏幕上。 2. 探头可能会改变波形形状，您会在示波器上观察到不同形状
的信号。 3. 您可能会改变被测设备的运行(良好的设备可能会开始不能
Page 6
电阻、电容和电感对有源探头输入阻抗的影响
100 kW
输入 阻抗
W
输入电阻是主要影响 输入电容是主要影响 输入电感是主要影响
Page 7
0
DC
频率
2 GHz
在不同的频率上，探头的不同特点变得重要
某些有源探头中的输入电抗
100 kW
输入 阻抗
W
寄生L和C的输入谐振可能会使谐振频率上的输入阻 抗下降到零。
Page 15
选择适当的示波器探头 •无源探头 •有源探头 •差分探头
Page 16
基本探头类型
无源探头
没有有源器件，如放大器 它只由无源部件组成
有源探头
通过使用有源器件，如晶体管或FET，能够实现更宽的带宽、更高的阻
抗和更低的电容
差分探头
测量两个信号之差 不使用参照接地
Page 17
无源探头
参照
因此，这一测量的参照是接地。
Page 33
参照
被测设备的框(通常)也通过电源线连接到接地上。
Page 34
参照–为什么采用差分方式
这个“接地环路”有时可能会导致问题。此外，我们有时想测量 两个相互参照的信号，而不是参照接地。
Page 35
为什么是差分? – 接地连接
在地线连接到电位与接地不同的点上时...
在50 MHz时，由于探头电容引起的负荷，标称值为10 MW的无源探头 (rated at DC)的阻抗下降到290欧姆。这会明显改变信号形状。 Xc= 1/(2fC) (10 pF = 159 W at 100 MHz)
9 MW
PROBE
SCOPE
1 MW
正因如此，通常推荐使用有源探头，探测比较高的频率成分的信号。
正确运行，或反之)
Page 3
为什么担心示波器探头?
在探头连接到目标电路上时 …...
Page 4
为什么担心示波器探头?
它从电路获得能量，然后发送到示波器。探头是信号源必须 驱动的一个额外的“负荷”。
Page 5
探头对电路的负荷
典型无源探头具有强健的物理特点和电气特点，但在探测高速电路时有一 个严重的缺陷，即其到地的电容约为11 pf。
components:
10 MW resistor 10 pF capacitor typical
Xc= 1/(2fC) (10 pF = 159 W at 100 MHz)
Page 19
基本缺陷 – 如果示波器输入耦合设置不正确
信号衰减太多
Page 20
探头 9兆欧
衰减比 50欧姆/(9兆欧+50欧姆) = 1/180,001
到8.3 W!
10 k
1k
Input Impedance (Ohms)
100
10
1
0 inches 1 inches 2 inches 4 inches
10 nH 1 pF
10 nH
100 kW
在探头中增加引线时，会产
生谐振，特别是在较高频率
1
10
100
Frequency (MHz)
1G
10 G 时。
Page 36
为什么是差分? – 接地连接
例如，连接到墙上的插座上...
Page 37
接地连接
大的电流可能会流经地线。
Page 38
为什么是差分? 非参照接地的电压测量 电压表有两条导线。黑色引线作为参照。
示波器的输入阻抗和探头的阻抗构成了一条衰减器电路。
探头 9兆欧
衰减比 1兆欧/(9兆欧+1兆欧) = 1/10
Page 18
示波器 1兆欧
无源探头: 10 Voltage Probe
Circuit Z
Circuit Under Test
A vSignal
VA-B
B
Scope Probe
ZGround Lead
示波器 50欧姆
无源探头调节
调节什么?
Page 21
无源探头调节
每个示波器输入都有一定的电容
Page 22
无源探头调节
它可以平衡探头电容效应
Page 23
无源探头调节
波形调节
Page 24
良好
有源探头
使用晶体管会产生较高的阻抗
高阻抗 低电容
Page 25
50欧姆
常见缺陷 – 参照
RC滤波器衰减超出某个频率的信号幅度
PageΒιβλιοθήκη Baidu12
频率
为什么担心示波器探头?
探头滤波效应会使快速信号边沿变圆。
Page 13
为什么担心示波器探头?
探头操作类似于天线，它会拾取电子噪声。
Page 14
为什么担心示波器探头?
探头从环境中拾取的噪声会增加到信号中。这是尽量缩短信 号引线和地线的另一个原因。 解决方法:尽量减小地线的长度
0 DC
频率
4 GHz
每个探头都有一定的电阻、电容和电感，因此会发生LRC谐 振。探头设计人员面临的挑战是获得把谐振移到探头工作带 宽范围之外的L、R和C值。
Page 8
尽量缩短输入引线
(特别是较高频率的信号)
输入引线会增加电感，与探头输入C构成一个LC串联谐振电路 触针和接地仅增加1/2英寸，在1 GHz时就会把Zin从159 W下降
探头输入电阻和电容
Signal to Oscilloscope Attenuator
Oscilloscope Ground
÷10 voltage probe reduces circuit loading by increasing resulting impedance of the input
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常见缺陷-参照
每个测量都需要一个参照。
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参照
参照是地线的电平。
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参照
地线连接到什么上?
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参照
地线连接到示波器的框上。
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参照
框连接到什么上?
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参照
框通过电源线连接到接地上。
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地线长度也很重要 (低频时的常见缺陷)
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使用10无源探 头测量的脉冲 A: 没有地线 B: 50 cm地线 C: 10 cm地线 D: BNC直接电 缆连接
(真实信号形状)
为什么担心示波器探头?
每个探头都是一种滤波器或RC滤波器 低通特性
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为什么担心示波器探头?
示波器探头使用
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内容包括
探头使用注意事项 无源探头 有源探头 差分探头 力科探头大全
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为什么担心示波器探头
在把探头连接到电路上时，可能会发生下面三种情况: 1. 您可以把实际波形形状传送到示波器屏幕上。 2. 探头可能会改变波形形状，您会在示波器上观察到不同形状
的信号。 3. 您可能会改变被测设备的运行(良好的设备可能会开始不能
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电阻、电容和电感对有源探头输入阻抗的影响
100 kW
输入 阻抗
W
输入电阻是主要影响 输入电容是主要影响 输入电感是主要影响
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DC
频率
2 GHz
在不同的频率上，探头的不同特点变得重要
某些有源探头中的输入电抗
100 kW
输入 阻抗
W
寄生L和C的输入谐振可能会使谐振频率上的输入阻 抗下降到零。
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选择适当的示波器探头 •无源探头 •有源探头 •差分探头
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基本探头类型
无源探头
没有有源器件，如放大器 它只由无源部件组成
有源探头
通过使用有源器件，如晶体管或FET，能够实现更宽的带宽、更高的阻
抗和更低的电容
差分探头
测量两个信号之差 不使用参照接地
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无源探头
参照
因此，这一测量的参照是接地。
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参照
被测设备的框(通常)也通过电源线连接到接地上。
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参照–为什么采用差分方式
这个“接地环路”有时可能会导致问题。此外，我们有时想测量 两个相互参照的信号，而不是参照接地。
Page 35
为什么是差分? – 接地连接
在地线连接到电位与接地不同的点上时...
在50 MHz时，由于探头电容引起的负荷，标称值为10 MW的无源探头 (rated at DC)的阻抗下降到290欧姆。这会明显改变信号形状。 Xc= 1/(2fC) (10 pF = 159 W at 100 MHz)
9 MW
PROBE
SCOPE
1 MW
正因如此，通常推荐使用有源探头，探测比较高的频率成分的信号。
正确运行，或反之)
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为什么担心示波器探头?
在探头连接到目标电路上时 …...
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为什么担心示波器探头?
它从电路获得能量，然后发送到示波器。探头是信号源必须 驱动的一个额外的“负荷”。
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探头对电路的负荷
典型无源探头具有强健的物理特点和电气特点，但在探测高速电路时有一 个严重的缺陷，即其到地的电容约为11 pf。
components:
10 MW resistor 10 pF capacitor typical
Xc= 1/(2fC) (10 pF = 159 W at 100 MHz)
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基本缺陷 – 如果示波器输入耦合设置不正确
信号衰减太多
Page 20
探头 9兆欧
衰减比 50欧姆/(9兆欧+50欧姆) = 1/180,001
到8.3 W!
10 k
1k
Input Impedance (Ohms)
100
10
1
0 inches 1 inches 2 inches 4 inches
10 nH 1 pF
10 nH
100 kW
在探头中增加引线时，会产
生谐振，特别是在较高频率
1
10
100
Frequency (MHz)
1G
10 G 时。
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为什么是差分? – 接地连接
例如，连接到墙上的插座上...
Page 37
接地连接
大的电流可能会流经地线。
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为什么是差分? 非参照接地的电压测量 电压表有两条导线。黑色引线作为参照。
示波器的输入阻抗和探头的阻抗构成了一条衰减器电路。
探头 9兆欧
衰减比 1兆欧/(9兆欧+1兆欧) = 1/10
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示波器 1兆欧
无源探头: 10 Voltage Probe
Circuit Z
Circuit Under Test
A vSignal
VA-B
B
Scope Probe
ZGround Lead
示波器 50欧姆
无源探头调节
调节什么?
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无源探头调节
每个示波器输入都有一定的电容
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无源探头调节
它可以平衡探头电容效应
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无源探头调节
波形调节
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良好
有源探头
使用晶体管会产生较高的阻抗
高阻抗 低电容
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50欧姆
常见缺陷 – 参照
RC滤波器衰减超出某个频率的信号幅度
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频率
为什么担心示波器探头?
探头滤波效应会使快速信号边沿变圆。
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为什么担心示波器探头?
探头操作类似于天线，它会拾取电子噪声。
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为什么担心示波器探头?
探头从环境中拾取的噪声会增加到信号中。这是尽量缩短信 号引线和地线的另一个原因。 解决方法:尽量减小地线的长度
0 DC
频率
4 GHz
每个探头都有一定的电阻、电容和电感，因此会发生LRC谐 振。探头设计人员面临的挑战是获得把谐振移到探头工作带 宽范围之外的L、R和C值。
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尽量缩短输入引线
(特别是较高频率的信号)
输入引线会增加电感，与探头输入C构成一个LC串联谐振电路 触针和接地仅增加1/2英寸，在1 GHz时就会把Zin从159 W下降
探头输入电阻和电容
Signal to Oscilloscope Attenuator
Oscilloscope Ground
÷10 voltage probe reduces circuit loading by increasing resulting impedance of the input