保障系統(tǒng)信號(hào)完整性測(cè)量，您必須知道的探頭ABC

理想的探頭將以完美的保真度捕獲任何信號(hào)，對(duì)被測(cè)電路沒(méi)有侵入性。對(duì)探頭設(shè)計(jì)人員的要求似乎很明確：超高帶寬，寬動(dòng)態(tài)范圍，不影響被測(cè)信號(hào)。我們將考察下述主題及其對(duì)帶寬、上升時(shí)間和階躍響應(yīng)的影響。

1）不同要求，不同探頭

2）探頭帶寬和上升時(shí)間

3）短引線及選擇適當(dāng)?shù)母郊?/p>

不同要求，不同探頭。

探頭用于許多不同環(huán)境中，用來(lái)根據(jù)各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行測(cè)試。例如，測(cè)量電源應(yīng)用中的高壓要求遵守安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。這種測(cè)量要求機(jī)械堅(jiān)固的探頭，且要有非常大的動(dòng)態(tài)范圍，但這些探頭不要求高帶寬。而現(xiàn)代串行標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)用則要求測(cè)量工具使用精密部件，擁有高帶寬及低動(dòng)態(tài)范圍。

必須認(rèn)識(shí)到，示波器探頭是為不同目標(biāo)市場(chǎng)設(shè)計(jì)的，這會(huì)影響探頭的設(shè)計(jì)要求。對(duì)變化的測(cè)量環(huán)境，探頭有不同的帶寬功能。在為測(cè)量確定適當(dāng)?shù)奶筋^時(shí)，要確保探頭擁有足夠的帶寬。多少帶寬才算足夠呢？讓我們看一下。

探頭帶寬和上升時(shí)間

帶寬

帶寬是示波器探頭設(shè)計(jì)的頻率范圍。例如，100MHz示波器探頭指定用于在最高100MHz的所有頻率上執(zhí)行測(cè)量。但是，探頭捕獲信號(hào)的能力在指定頻率范圍內(nèi)是變化的。事實(shí)上，每個(gè)探頭制造商都假設(shè)在最大指定帶寬上，探頭的頻響下降3dB。在超過(guò)3dB點(diǎn)的頻率上，信號(hào)幅度會(huì)過(guò)度衰減，測(cè)量結(jié)果可能不能預(yù)測(cè)。

上升時(shí)間

帶寬描述了頻域特點(diǎn)，但沒(méi)有提供探頭和示波器復(fù)現(xiàn)復(fù)雜波形形狀隨時(shí)間變化的完整畫(huà)面。為獲得完整信息，階躍響應(yīng)在獲得時(shí)域特點(diǎn)中至關(guān)重要。這種檢定能力通過(guò)探頭的上升時(shí)間值提供，其中通過(guò)評(píng)估系統(tǒng)對(duì)速度超過(guò)測(cè)試系統(tǒng)能力的階躍輸入的響應(yīng)，來(lái)獲得上升時(shí)間。

圖1. 長(zhǎng)引線可能會(huì)導(dǎo)致非常不同的測(cè)量結(jié)果。

[圖示內(nèi)容：]

33 ps Rise Time: 33 ps上升時(shí)間

7.2% Overshoot: 7.2%過(guò)沖

40 ps Rise Time: 40 ps上升時(shí)間

12.5% Overshoot: 12.5%過(guò)沖

短引線及選擇適當(dāng)?shù)母郊?/p>

在探頭連接到一個(gè)測(cè)量點(diǎn)上時(shí)，它會(huì)給電路帶來(lái)負(fù)荷。電容單元和電感單元一般來(lái)自探頭尖端形狀和導(dǎo)線長(zhǎng)度。電感單元可能會(huì)有變化，因?yàn)樵黾恿瞬煌奶筋^尖端附件，而且信號(hào)線和地線采用不同長(zhǎng)度的導(dǎo)線。