X10示波器探頭的重要性

也許你經(jīng)歷過這種情況：你用觸發(fā)器構(gòu)建了一個簡單的數(shù)字電路，比如行波計數(shù)器，它似乎工作OK。但一旦你用示波器去看其中一個Q輸出，有趣的事情發(fā)生了。你看不到你期待看到的，計數(shù)器甚至停止了工作。發(fā)生什么了？

答案肯定在你的示波器探頭。也許你沒有用實際的示波器探頭，只是用了一段同軸電纜，一端是BNC接頭，一端是一對鱷魚夾。看低頻正弦波時它可能工作得很好，但對數(shù)字電路則不行。

問題在這里：那段同軸電纜有一定的電容（典型的是50pF/英尺）和電感，但只有很小的電阻。因此這是一個有很小阻尼的諧振電路。試圖讓有著快速上升沿的數(shù)字信號通過它，就像用錘子敲鐘。電纜會“振鈴”。

“振鈴”時,施加在探頭輸入端的信號會沿著電纜前進(jìn)，到另一端反射,返回到探頭輸入端，移相，疊加在你試圖測量的信號上。結(jié)果就是在你連接電纜的點造成了瞬態(tài):上下振動的非常窄的電壓尖峰。

再看你的數(shù)字電路，由于在計數(shù)器中間造成了電壓尖峰，致使觸發(fā)器改變狀態(tài)。很明顯一個輸入尖峰會翻轉(zhuǎn)你的觸發(fā)器，但輸出端的尖峰也會造成觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。解決辦法就是用真正的示波器探頭而不是用同軸電纜。通常你需要一個適當(dāng)調(diào)整的X10探頭。探頭可以X1或X10.一般來說，探頭有個開關(guān)，你可以在X1模式和X10模式間轉(zhuǎn)換。

示波器探頭是通過增加電阻來減少振鈴的。X1探頭比一段同軸電纜好，但X10探頭比X1探頭更有效。X10探頭可以減少電容至1/10，缺點就是也減少信號至1/10.這就是說，到達(dá)探頭尖端的信號只有1/10到達(dá)示波器。

上圖是X10探頭的內(nèi)部電路。你可以看到，其實那就是一個分壓器。適當(dāng)選擇Rp和Cp值，使之和示波器輸入阻抗形成10：1的分壓器。假設(shè)示波器的輸入電阻是1M歐，輸入電容是100pF,那么Rp就是9M歐，Cp是9pF(記?。篊小X大)。Cp是可調(diào)的。這就可以調(diào)整電纜對快速上升信號的反應(yīng)。Cp可以用小的螺絲起子調(diào)整。它可能位于探頭那端，或者連接示波器的那端。

大部分示波器在前面板上有“調(diào)整輸出”。它可以輸出方波供探頭測試。調(diào)整Cp，直到方波上升沿看上去像圖2所示。

Fig. 1, 2, 3 -欠補償-正確補償-過補償

現(xiàn)在再看你的數(shù)字電路的信號，觸發(fā)器不會翻轉(zhuǎn)了。同樣，如果你用頻率計來測量信號頻率，同軸電纜的振鈴會讓測量結(jié)果錯誤。解決辦法同樣是X10探頭。