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1、示波器探头基础知识培训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 脉冲阶跃响应 频率响应曲线各种应用环境先进的数字和模拟设计电力电子研究 通用电子与通讯研究安全高电压/电流瞬时功率间隙事件毛刺,尖峰脉冲谐波测量,分析 慢信号长周期报告生成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
2、的触发数据资料KV 10X集成测量环境-探头是仪器高阻，低负载 高压差分测量 小信号差分测量 直接读出电流数值uVA FET 直接读出 安培和瓦高性能无源探头 低噪声 安全的浮地测量 最小电路 影响 匹配示波器Amps WattsVoltsO/E光电转换器 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 有源低阻 高阻 差分 差分无源 有源 无源 有源AC DC无源电压探头电压探头理想的电压探头 理想的探头将不影响信号的测量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Rin=Cin=0cable电压探头的等效电路探头对被测点的影响
3、不加探头 Gain=-RC RE加探头f0=1Gain=-(RC|RP)REf0=1VccCcRcPROBERPCPREVINNOTE:Vcc is an AC Ground2 p RCCC2 p(RC|RP)(CC+CP)探头对被测点的影响 例如：Rc10K Re10 Cc=100pF Rp1M Cp=20pF原电路增益和截止频率：增益 1000截止频率 1/2*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*9.91k*120pF=134KHz1:1无源探头(导线)优点:1X(无衰减)价格便宜 缺点:端接 输入阻抗很低探头端探头电缆8-10 pF/
4、ft*1.5 ns/ftSCOPE20 pF1 M l 非端接-非常高的反射-非常高的输入电容-低的带宽6 feet地线*典型的导线探头：高校实验室的鳄鱼夹低阻匹配探头 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).450 0.5 pFSCOPE50 GROUND CABLE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-缺点-输入电阻低 R-必须端接 50-典型的低阻匹配探头-P615010:1 高阻无源探头 电缆衰减引起的反射.R2C2+
5、SCOPE 对电缆来说不是理想的终端.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.)C18 pF to 12 pFR1 9 M R2500 C2 7-50 pFC320 pFSCOPE1 M R3CABLEGROUND10:1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
6、效阻抗标准附件与各种电路连接的附件探头附件泰克的无源探头家族 1X无源探头 P6101B 通用无源探头10X，1 M 输入阻抗 P3010 P6103B P6109B P6111B P6112 P6114B P6117 高性能无源探头 10X读出，10 M 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 示波器是50 还是1M 输入阻抗