示波器探頭校準-補償電容

咱搞硬件的，經(jīng)常東西用著用著就不見了，什么鑷子，鉗子，螺絲刀，總逃不過這樣的命運。這不，最近補充了2個示波器探頭。

說到換示波器探頭，第一件事要做的就是進行校準了。示波器探頭有很多種，使用最多的應(yīng)該是無源高阻示波器探頭，我使用的也是這個，所以本文就只講無源高阻示波器探頭。

如何進行示波器探頭校準

如圖，3處所示位置一般有一個可調(diào)電容旋鈕，用螺絲刀是可以擰動的，校準就是調(diào)這個。需要注意的是，調(diào)節(jié)的時候最好用示波器探頭包裝里面自動的塑料工具，而不要用金屬螺絲刀。因為這個可變電容本身不大，使用金屬螺絲刀會改變其容值，感興趣的同學(xué)可以試一下，會出現(xiàn)這個現(xiàn)象，本來調(diào)好的波形，螺絲刀一旦拿開，波形又不好了。

同時，示波器一般會有一個產(chǎn)生方波的接頭。

校準過程：

1---將示波器探頭接到示波器通道上

2---將示波器探頭的衰減比調(diào)到x10檔，同時將示波器對應(yīng)通道的倍率調(diào)到x10

3---測量示波器產(chǎn)生的方波，觀察波形，同時轉(zhuǎn)動示波器探頭上面的電容旋鈕，直至方波波形最好，判斷的標準如下圖。

為何要對示波器探頭進行校準呢

前面介紹了如何進行探頭校準補償，補償方法也比較簡單，那么為什么要這么做呢？難道廠家不能提前做好嗎？

這里就需要了解示波器探頭的一個等效電路，還有示波器通道輸入端的等效電路了。

如上圖，在探頭在x10衰減檔時，探頭前端等效為9MΩ+20pF并聯(lián)，中間是1.5m探頭線，會存在寄生電容，尾部有可調(diào)電容。

這里提一下寄生電容是怎么來的？

我們知道，電容的本質(zhì)就是兩個極板放到一起，容值的大小與極板的面積與距離相關(guān)。探頭信號線和地線就相當于是兩個極板，因此就構(gòu)成了一個電容。探頭線一般是1.5m長左右，這個長度比較長，因此，這個寄生電容是很可觀的，可以達到上百皮法。

為了便于分析，將以上電路合并，C2=可變電容+寄生電容+示波器通道輸入電容

我們目的，就是為了使Vin與Vo的波形一致，不能出現(xiàn)失真。這里要提一下，這里的波形可能很復(fù)雜，可能由多個頻率成分構(gòu)成，而我們需要的是，不論是哪個頻率，Vin/Vo都是一個相同的值。

那么滿足的條件就是：R1，C1合起來的阻抗與R2，C2合起來的阻抗為一定的倍數(shù)關(guān)系，這里說的阻抗是復(fù)數(shù)，電阻R為實部，電容1/jwc為虛部。

要滿足上述條件，只能是實部的比值與虛部的比值相同。

R1=9M，R2=1M

那么很容易得出：C2/C1=9

C2=可變電容+寄生電容+示波器通道輸入電容，不同的探頭寄生的電容都會有些差別，而不同的示波器的輸入電容也不盡相同，為了滿足上述公式，所以加了可變電容調(diào)節(jié)。

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