探頭選型第二步-了解示波器

上期我們給大家講了探頭選型的第一步，需要先了解下信號(hào)源，本期我們來(lái)了解下示波器的問(wèn)題，它對(duì)探頭選型的影響與信號(hào)源問(wèn)題一樣重要。

如果探頭與示波器不匹配，將損害探頭的示波器一端的信號(hào)保真度。

帶寬和上升時(shí)間

必須認(rèn)識(shí)到，示波器及其探頭是作為一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一起工作的。因此，使用的示波器帶寬和上升時(shí)間指標(biāo)應(yīng)大于等于使用的探頭指標(biāo)，使其足以檢查信號(hào)。

一般來(lái)說(shuō)，探頭和示波器之間的帶寬和上升時(shí)間交互非常復(fù)雜。由于這種復(fù)雜性，大多數(shù)示波器制造商對(duì)用于特定示波器的特定探頭型號(hào)中的探頭尖端指定了示波器帶寬和上升時(shí)間。為保證為計(jì)劃?rùn)z查的信號(hào)提供足夠的示波器系統(tǒng)帶寬和上升時(shí)間，最好遵循示波器制造商的探頭建議。

輸入電阻和電容

所有示波器都有輸入電阻和輸入電容。為最大限度地傳送信號(hào)，示波器的輸入電阻和電容必須與探頭輸出的電阻和電容相匹配，具體關(guān)系如下：

RscopeCscope = RscopeCprobe = 最優(yōu)信號(hào)傳送能力

更具體地說(shuō)，50 歐姆示波器輸入要求 50 歐姆探頭，1 兆歐示波器輸入要求 1 兆歐探頭。在使用適當(dāng)?shù)?50歐姆適配器時(shí)，1 兆歐示波器也可以與 50 歐姆探頭一起使用。

探頭與示波器電容也必須匹配，這通過(guò)選擇為用于特定示波器型號(hào)而設(shè)計(jì)的探頭選型實(shí)現(xiàn)。此外，許多探頭都具有補(bǔ)償調(diào)節(jié)功能，通過(guò)補(bǔ)償微小的電容變化，可以精確地實(shí)現(xiàn)匹配。在探頭連接到示波器上時(shí)，應(yīng)該完成的第一件事是調(diào)節(jié)探頭的補(bǔ)償功能。探頭與示波器未能正確匹配 ( 包括通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)奶筋^及進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償調(diào)節(jié) )，可能會(huì)導(dǎo)致明顯的測(cè)量誤差。

靈敏度

示波器的垂直靈敏度范圍決定著信號(hào)幅度測(cè)量的整體動(dòng)態(tài)范圍。例如，垂直顯示范圍為 10 格、靈敏度范圍在 1 mV/ 格 - 10 V/ 格之間的示波器的實(shí)際垂直動(dòng)態(tài)范圍大約是 0.1 mV - 100 V。如果計(jì)劃測(cè)量的各種信號(hào)幅度范圍在 0.05 mV - 150 V 之間，那么這一示波器的動(dòng)態(tài)范圍在低端和高端都達(dá)不到要求。但是，通過(guò)為要處理的各種信號(hào)選擇適當(dāng)?shù)奶筋^，可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。

對(duì)高幅度信號(hào)，通過(guò)使用衰減器探頭，可以向上擴(kuò)展示波器的動(dòng)態(tài)范圍。例如，10X 探頭把示波器的靈敏度范圍有效地向上移，這一示波器的靈敏度范圍將是 1 mV/ 格 -100 V/ 格。這不僅為 150V 信號(hào)提供足夠的范圍，而且還提供了 1000V 的頂級(jí)示波器顯示范圍。但是，在把任何探頭連接到信號(hào)之前，一定要保證信號(hào)不會(huì)超過(guò)探頭的最大電壓功能。

注意：

一直要觀察探頭的最大規(guī)定電壓功能。把探頭連接到超過(guò)其功能的電壓上，可能會(huì)導(dǎo)致人身傷害及設(shè)備損壞。

對(duì)低幅度信號(hào)，通過(guò)使用探頭放大器系統(tǒng)，可以把示波器范圍擴(kuò)展到較低的靈敏度上。這一般是差分放大器，可以提供 10 mV/ 格的靈敏度。

這些探頭放大器系統(tǒng)專用程度高，是為了與特定的示波器型號(hào)匹配而設(shè)計(jì)的。結(jié)果，在選擇示波器時(shí)一定要檢查制造商為差分探頭系統(tǒng)推薦的附件，以滿足小信號(hào)應(yīng)用要求。

注意：

差分探頭系統(tǒng)通常包含靈敏的器件，過(guò)壓可能會(huì)損壞這些器件，包括靜電放電。為避免損壞探頭系統(tǒng)，一直應(yīng)遵循制造商的建議，并遵守所有注意事項(xiàng)。

讀數(shù)功能

大多數(shù)現(xiàn)代示波器在屏幕上提供了垂直靈敏度和水平靈敏度設(shè)置 ( 伏 / 格和秒 / 格 ) 的讀數(shù)。這些示波器通常還提供了探頭傳感和讀數(shù)處理功能，從而讀數(shù)可以正確跟蹤使用的探頭類型。例如，如果使用 10X 探頭，通過(guò)以 10X 系數(shù)調(diào)節(jié)垂直讀數(shù)，示波器應(yīng)大體反映靈敏度。如果使用電流探頭，垂直讀數(shù)將從伏 / 格變?yōu)榘才?/ 格，以體現(xiàn)正確的度量單位。

為利用這些讀數(shù)功能，應(yīng)使用兼容示波器讀數(shù)系統(tǒng)的探頭。也應(yīng)該遵循制造商與特定示波器一起使用探頭的建議。這對(duì)新型示波器尤其重要，其可能具有許多通用探頭或商用探頭沒(méi)有全面支持的高級(jí)讀數(shù)功能。

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