自制21：1探頭

圖3.14為一種典型的自制21：1探頭。這種探頭一要普通50歐同軸電纜制成。焊接到被測信號點及其本地電路接地點。探頭在示波器的50歐輸入插座處端接。同軸電纜的感應(yīng)端被其遠端的示波器端接，可以看成純電阻性的。因此，該電纜的總輸入阻抗為1050歐。10千歐的饋送電阻和同軸電纜的50歐阻抗形成了一個電阻性的分壓順，分壓比為：

如果需要，可以把垂直方向的刻度進行一些微小的調(diào)整，使之變成1.00V/刻度。

21：1探頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于以下三個方面：

直流輸入阻抗為1050歐（相反，如果只用同軸電纜，則為50歐）
1/4W，1K電阻的等效并聯(lián)電容為1/2PF，這一點是非常有利的
探頭的上升時間很快

這個自制示波器探頭上升時間的估算由以下三個因素決定：BNC連接器的上升時間，同軸電纜上升時間，以及感應(yīng)回路的上升時間。

假定示波器具有50歐的BNC輸入插座，這個BNC連接器向50歐電纜中引入了一個串聯(lián)感抗，引入點位于屏蔽層從中間向外剝開與BNC接頭相連的地方，表3.2列出了幾種類型的同軸電纜連接器的串聯(lián)電感及其10~90%上升時間常數(shù)。如果示波器沒有50歐的內(nèi)部端接器，可以用一個外接的端接頭同軸電纜。這種方法會對測量裝置產(chǎn)生顯著的寄生干擾，尤其是當(dāng)使用BNC T型頭帶一個獨立的端接器插頭的時候。所以這個裝置應(yīng)采用一個高質(zhì)量的線內(nèi)端接器。

表3.3為不同長度的類型的同軸電纜的10~90%上升時間。電纜的上升時間與距離的平方成正比。每一種電纜的結(jié)果之間都有一個固定的比例常數(shù)。

首先，通過找出衰減等于3.3DB的頻率點可以得到上升時間的估算值。對于同軸電纜，這個頻率值就是其轉(zhuǎn)折頻率?？梢酝ㄟ^普通的方法由轉(zhuǎn)折頻率來得到上升時間：T=0.5/F轉(zhuǎn)折。僅當(dāng)電纜長度轉(zhuǎn)短時這個公式才適用。

注意，高速條件下的衰減同頻率的平方根成正比。這一事有助于我們在生產(chǎn)廠商的電纜產(chǎn)品目錄中列出的衰減指標數(shù)據(jù)點進行插值計算，衰減直接與長度成正比。

該21：1探頭的傳感回路起始于信號源，包括1K傳感電阻。傳感電阻接到同軸電纜，同軸電纜再與印刷電路板相連接，通過地線通路返回到信號源。應(yīng)該使這個地線通路盡量貼近，以得到比較好的效果。

傳感回路的電感是其直徑的函數(shù)，表3.4列出了幾個回路電廠和其10~90%上升時間的對應(yīng)值。該表假定傳感回路的大部分是由AWG24的電纜構(gòu)成的。

由于這種自制的探頭中加入了1K的輸入電阻，與采用50歐的同軸電纜或10PF輸入電容的探頭相比，由傳感環(huán)路電感引起的上升時間劣化，即L/R，非常小。這種自制探頭具有極好的上升時間。如果加入更大的電阻，其上升時間甚至?xí)谩?/font>