示波器探頭X1和X10檔的區(qū)別

熟悉示波器探頭的工程師都知道，示波器探頭有X1和X10檔，當測量一個信號時應(yīng)該如何選擇呢？今天普科科技PRBTEK給大家分享一下。

1、先我們看它們的區(qū)別？

X1檔，表示信號沒有經(jīng)過衰減進入示波器

X10檔，表示信號衰減10倍進入示波器（當示波器也設(shè)置為X10檔，直接讀數(shù)即可，當示波器設(shè)置為X1檔，示波器上讀數(shù)應(yīng)擴大10倍才為真實值）

我們來看一下示波器探頭的等效電路？

將探頭模型簡化為RLC電路，如下圖所示：

如上圖所示，Rprobe是探頭的輸入電阻，輸入電阻Rprobe越大越好，但是Rprobe是不可能做到無窮大的，它和被測電路產(chǎn)生分壓，使得實測電壓比實際電壓小。為了避免探頭電阻負載造成的影響，一般要求Rprobe要大于Rsource和Rload的10倍以上。大部分探頭的輸入阻抗在幾十K歐姆到幾十兆歐姆之間。

Cprobe是探頭本身的輸入電容。這個電容不是刻意做進去的，而是探頭的寄生電容。這個寄生電容也是影響探頭帶寬的最重要因素，因為這個電容會衰減高頻成分，把信號的上升沿變緩。通常高帶寬的探頭寄生電容都比較小。理想情況下Cprobe 應(yīng)該為0，但是實際做不到。一般無源探頭的輸入電容在10pf 至幾百pf 間，帶寬高些的有源探頭輸入電容一般在0.2pf 至幾pf 間。

Lprobe是探頭導(dǎo)線的寄生電感，通常 1mm 探頭的地線會有大約 1nH 的電感，信號和地線越長，電感值越大。探頭的寄生電感和寄生電容組成了諧振回路，當電感值太大時，在輸入信號的激勵下就有可能產(chǎn)生高頻諧振，造成信號的失真。所以高頻測試時需要嚴格控制信號和地線的長度，否則很容易產(chǎn)生振鈴。

在使用示波器時，需要對示波器測量通道的耦合方式和輸入阻抗進行設(shè)置，耦合方式有AC和DC兩種，輸入阻抗有1MΩ和50Ω兩種。示波器的探頭種類很多，但是示波器的的匹配永遠只有1M 歐姆或50歐姆兩種選擇，不同種類的探頭需要不同的電阻與之匹配。示波器輸入接口的電路示意圖如下圖所示：

測量普通信號時一般用DC耦合方式，測試電源的紋波/噪聲時需要使用AC耦合方式，示波器接有源探頭時，輸入阻抗會自動切換到50Ω檔位，接無源探頭時需要手動切換到1MΩ檔位。從電壓測量的角度來說，為了減小對被測電路的影響，示波器應(yīng)采用1MΩ的高輸入阻抗，但是由于高阻抗電路的帶寬很容易受到寄生電容的影響。所以 1MΩ的輸入阻抗廣泛應(yīng)用于 500M 帶寬以下的測量。對于更高頻率的測量，通常采用50Ω的傳輸線，所以示波器50歐姆匹配主要用于高頻測量。

為了更好的說明示波器輸入阻抗及寄生電容對測量通道帶寬的影響，示波器寄生電容的等效阻抗為1/2pifc,再低頻時，C的等效阻抗非常大，大部分電流流過R,當信號頻率提高，阻抗越來越小，輸入阻抗降低，為了降低寄生電容對示波器輸入阻抗的影響，所以在測試高頻信號時，示波器的輸入阻抗設(shè)置為50歐姆。

衰減信號是用探頭，接上這個探頭，并且用x10檔以后，經(jīng)過探頭到達示波器輸入端的信號幅度衰減到1/10， 并且從探頭輸入端來看，輸入阻抗變?yōu)?0倍，實際上從示波器自己的輸入端來看，輸入阻抗還是原來的，但對于系統(tǒng)（示波器+探頭）來說阻抗增大為10倍。輸入阻抗高會使輸入信號的損失更小，輸入阻抗相當于信號的負載，輸入阻抗越高，相當于信號的負載越輕。

2、什么時候使用X1和X10?

（1）對于未知信號，最好使用X10檔，以免燒壞儀器

（2）對于比如VCO的VTUNE引腳，最好使用X10檔，因為信號比較敏感。衰減后對信號干擾較少

（3）測量晶振等內(nèi)阻較大，輸出阻抗大的線路時，使用X10檔，可以獲得比較精確的幅度值。起到提高輸入阻抗的作用。

總結(jié)：t探頭衰減和輸入阻抗匹配是兩個概念，要區(qū)別對待。

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