示波器探測(cè)執(zhí)行效能最隹化的8大秘訣

探測(cè)技術(shù)對(duì)於高品質(zhì)的示波器測(cè)量來(lái)說(shuō)，是非常重要的。而探棒通常是示波器測(cè)量鏈中的第一環(huán)。如果探棒的性能不足，就會(huì)在示波器上看到失真訊號(hào)或誤導(dǎo)訊號(hào)。為測(cè)試應(yīng)用選擇恰當(dāng)?shù)奶桨羰菆?zhí)行可靠測(cè)量的第一步。而如何使用探棒，也會(huì)影響執(zhí)行精確測(cè)量的能力，以至於影響獲得有用的測(cè)量結(jié)果。本文將透過(guò)8個(gè)重要秘訣，幫助工程師為自己的應(yīng)用選擇適當(dāng)探棒，提高示波器探測(cè)能力，并避免最常見(jiàn)的探測(cè)陷阱。

圖一 : 選擇恰當(dāng)?shù)奶桨羰菆?zhí)行可靠測(cè)量的第一步。而如何使用探棒，也會(huì)影響獲得有用的測(cè)量結(jié)果。

秘訣1 選擇被動(dòng)或主動(dòng)探棒

對(duì)於低於600-MHz的中低頻測(cè)量來(lái)說(shuō)，被動(dòng)高阻抗探棒是很好的選擇。這些探棒堅(jiān)固耐用且價(jià)格經(jīng)濟(jì)，具有大於300 V的寬動(dòng)態(tài)范圍和高輸入阻抗，因此可與示波器的輸入阻抗相匹配。不過(guò)，和低阻抗被動(dòng)探棒或主動(dòng)探棒相比，被動(dòng)探棒具有更高的電容負(fù)載，而且頻寬較低?？傊?，對(duì)於絕大多數(shù)類比或數(shù)位電路的通用除錯(cuò)和故障診斷來(lái)說(shuō)，高阻抗被動(dòng)探棒都是一個(gè)極好的選擇。

對(duì)於在寬頻范圍上（大於600MHz）需要執(zhí)行精確測(cè)量的高頻應(yīng)用來(lái)說(shuō)，最好選用主動(dòng)探棒。主動(dòng)探棒比被動(dòng)探棒價(jià)格較高，并且其輸入電壓有限，但是由於它們的電容負(fù)載顯著降低，因而能更精確地觀察快速訊號(hào)。

秘訣2 使用雙探棒檢查探棒負(fù)載

探測(cè)電路之前，先將一個(gè)探針連接到電路上的一點(diǎn)，然後再將第二個(gè)探棒連接到同一點(diǎn)。在理想狀況下，會(huì)看到訊號(hào)無(wú)任何變化。如果訊號(hào)產(chǎn)生變化，這個(gè)變化是由探棒負(fù)載引起的。在理想狀況下，示波器采用無(wú)擾線（具有無(wú)限的輸入電阻、零電容和零電感）連接到待測(cè)電路，它能對(duì)待測(cè)訊號(hào)執(zhí)行精確復(fù)制。但在現(xiàn)實(shí)世界中，探棒是測(cè)量的一部分，它會(huì)向電路載入負(fù)載。

如欲檢查探棒的負(fù)載效應(yīng)，首先要將探棒連接到待測(cè)電路或一個(gè)已知的步進(jìn)訊號(hào)，另一端連接到示波器的輸入端。在示波器顯示幕上觀察此軌跡，然後保存，再在顯示幕上調(diào)用以使跡線保留在顯示幕上執(zhí)行比較。之後可將相同類型的另一個(gè)探棒連接到同一探測(cè)點(diǎn)，觀察在使用兩個(gè)探棒執(zhí)行探測(cè)時(shí)原始跡線有何變化。為了更隹執(zhí)行探測(cè)，可能需要對(duì)探測(cè)執(zhí)行調(diào)整，或者使用較低負(fù)載的探棒。

秘訣3 使用前的探棒補(bǔ)償

大多數(shù)探棒在設(shè)計(jì)時(shí)，都和特定示波器型號(hào)的輸入相匹配。不過(guò)，各個(gè)示波器之間也是略有差別，甚至在同一示波器的不同輸入通道之間也有差別。所以在將探棒連接到示波器的輸入端之前，一定要確保首先檢查探棒補(bǔ)償，因?yàn)榇颂桨粝惹翱赡芤呀?jīng)過(guò)調(diào)整，以便和不同的輸入相匹配。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，大多數(shù)被動(dòng)探棒都采用內(nèi)建補(bǔ)償RC分壓器網(wǎng)路。探棒補(bǔ)償是調(diào)整RC分壓器的過(guò)程，以使探棒維持在額定頻寬上的衰減率。如果示波器能夠自動(dòng)補(bǔ)償探棒性能，使用該功能將會(huì)非常有用。否則，可使用手動(dòng)補(bǔ)償來(lái)調(diào)整探棒的可變電容。大多數(shù)示波器在前置面板上都可提供方波叁考訊號(hào)以對(duì)探棒提供補(bǔ)償。

秘訣4 低電流測(cè)量秘訣

隨著當(dāng)前電池供電設(shè)備和積體電路變得越來(lái)越注重環(huán)保和高效能，工程師迫切需要高靈敏度的低電平電流測(cè)量能力，以確保電流消耗處?kù)犊山邮艿姆秶畠?nèi)。需要精確測(cè)量功耗的主要應(yīng)用，是無(wú)線行動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)類電子產(chǎn)品等使用電池供電的應(yīng)用。為了盡量延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間，工程師需要最大限度降低產(chǎn)品在整個(gè)使用壽命中的功耗。功率定義為P＝V×I。降低設(shè)備功耗的主要方法是在電源電壓固定不變的情況下，減少設(shè)備的平均電流消耗。

測(cè)量由電池供電的行動(dòng)設(shè)備的電流消耗，最主要的挑戰(zhàn)是電流訊號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍非常寬。行動(dòng)設(shè)備通常需要在活動(dòng)狀態(tài)，與閑置或待機(jī)電流模式之間來(lái)回切換?？墒?，這種方法并不適合測(cè)量從不到1毫安培快速變到幾安培的小電流， 因?yàn)殂Q形電流探棒的動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度都非常有限，僅有幾毫安培。而且，為獲得更精確的測(cè)量，工程師必須不定期地對(duì)探棒執(zhí)行消磁處理，以消除探棒核心的殘馀磁性，并補(bǔ)償鉗形電流探棒的直流偏置。

秘訣5 使用差動(dòng)探棒執(zhí)行安全浮動(dòng)點(diǎn)測(cè)量

示波器使用者經(jīng)常需要執(zhí)行浮動(dòng)點(diǎn)測(cè)量。在這種測(cè)量中，任何測(cè)量點(diǎn)都不能潛在接地。在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)示波器測(cè)量時(shí)，探棒連接到訊號(hào)點(diǎn)，探針接地引線連接到電路接地，此時(shí)，示波器實(shí)際測(cè)量的是測(cè)試點(diǎn)和接地之間的訊號(hào)差。大多數(shù)示 波器都將其訊號(hào)接地終端（或BNC介面的外殼）連接至防護(hù)接地系統(tǒng)。此舉可使示波器上的所有訊號(hào)均有一個(gè)共同的連接點(diǎn)?；旧?，所有示波器測(cè)量都是相對(duì)於「接地」來(lái)說(shuō)的。本質(zhì)上，將接地連接器連接到任何一個(gè)浮動(dòng)點(diǎn)都可使探測(cè)點(diǎn)接地，這常常造成尖峰或電路故障。那麼應(yīng)如何應(yīng)對(duì)這種浮動(dòng)點(diǎn)測(cè)量問(wèn)題呢，目前執(zhí)行浮動(dòng)點(diǎn)測(cè)量有一個(gè)很流行，但卻不太可取的解決方案，那就是AB技術(shù)，它使用兩個(gè)單端探棒和示波器的運(yùn)算函數(shù)來(lái)執(zhí)行浮動(dòng)點(diǎn)測(cè)量。