常規(guī)無源電壓探頭的校準
發(fā)布時間:2012/6/26 20:30:15 訪問次數(shù):1845
常用的無源電壓探頭MDV321都有一個補償調(diào)節(jié)電容,以適合不同的示波器,在初次測量前必須進行校準,否則將嚴重影響波形的顯示。
第一步,開啟示波器,并讓示波器熱機一段時間。有的數(shù)字示波器在熱機后期需要執(zhí)行自校準程序。
第二步,將探頭安裝上示波器,并連接示波器上的測試校準信號點,調(diào)節(jié)適當?shù)臅r基和電壓幅度,使示波器顯示出穩(wěn)定的方波波形,一般一屏顯示兩個周期的方波信號為好。對于比較現(xiàn)代一點的數(shù)字示波器,可以按下自動設(shè)置鍵,讓示波器自動選擇適合的擋位。
第三步,用無感調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)動探頭根部的補償電容,使示波器顯示出理想的方波。圖片中依次是探頭欠補償見圖5)、過補償(見圖6)、正常補償時(見圖7)的波形顯示。
對于固定搭配的機器探頭,一次校準好后不必每次使用都進行重復(fù)校準。示波器探頭的帶寬
探頭與示波器一樣都具有帶寬限制,帶寬也是評價探頭性能的首要指標。探頭的帶寬源于探頭的輸入電容,帶寬越寬,輸入電容越小。一副100MHz的無源探頭的輸入電容在18pF左右,一副500MHz的無源探頭的輸入電容在10pF左右,一副超1.5GHz的有源探頭的輸入電容不足1pF。探頭的輸入電容會與示波器的輸入電容相加,等效增加了示波器測量系統(tǒng)的輸入電容,直接影響了信號上升時間和帶寬。同樣一臺100MHz的示波器,為它分別配上一副100MHz和一副500MH帶寬的探頭,分別構(gòu)成洌試系統(tǒng),其實際工作帶寬是有一定差異的。帶寬不足會使測量信號的幅度偏小,增加測試的誤差。搭配示波器探頭時,至少要選擇與示波器帶寬相當?shù)奶筋^,若有條件使用更高帶寬的探頭更好(只是帶寬越寬的探頭,價格也越高)。由于探頭在實際制作過程中牽涉到材料結(jié)構(gòu)的分布電容問題,所以探頭的輸入電容不能無限減小,無源探頭做到500MHz帶寬已經(jīng)相當不易了。要進一步提升帶寬,減小輸入電容,就需另辟蹊徑,采用電阻分壓法或者采用有源結(jié)構(gòu)。
探頭的輸入電阻與負載效應(yīng)
正規(guī)的探頭與示波器一樣,都會標注輸入電阻。示波器測量會給被測電路帶來額外的負載,它所導(dǎo)致的影響稱為負載效應(yīng)。電路會將測試儀器作為負載處理,如果儀器阻抗偏低,給被測電路增加的負載較大,輕則會使信號測量數(shù)值偏小,嚴重的則會影響被測電路的正常工作。在并聯(lián)型的測試中,并入的測試儀器阻抗越高,對被測電路的影響越小。
一般示波器端口的阻抗為1MQ,通過安裝一套1:10的常規(guī)無源電壓探頭,就能獲得10M Q的輸入阻抗。高輸入阻抗可以減小示波器探頭的負載效應(yīng),減小對被測電路的影響,并提高信號幅度測量的準確度。對于測量一些幅度很小的信號,衰減型探頭就不適用了,有時不得不使用1:1的探頭,這時,負載效應(yīng)就會比較明顯。
常用的無源電壓探頭MDV321都有一個補償調(diào)節(jié)電容,以適合不同的示波器,在初次測量前必須進行校準,否則將嚴重影響波形的顯示。
第一步,開啟示波器,并讓示波器熱機一段時間。有的數(shù)字示波器在熱機后期需要執(zhí)行自校準程序。
第二步,將探頭安裝上示波器,并連接示波器上的測試校準信號點,調(diào)節(jié)適當?shù)臅r基和電壓幅度,使示波器顯示出穩(wěn)定的方波波形,一般一屏顯示兩個周期的方波信號為好。對于比較現(xiàn)代一點的數(shù)字示波器,可以按下自動設(shè)置鍵,讓示波器自動選擇適合的擋位。
第三步,用無感調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)動探頭根部的補償電容,使示波器顯示出理想的方波。圖片中依次是探頭欠補償見圖5)、過補償(見圖6)、正常補償時(見圖7)的波形顯示。
對于固定搭配的機器探頭,一次校準好后不必每次使用都進行重復(fù)校準。示波器探頭的帶寬
探頭與示波器一樣都具有帶寬限制,帶寬也是評價探頭性能的首要指標。探頭的帶寬源于探頭的輸入電容,帶寬越寬,輸入電容越小。一副100MHz的無源探頭的輸入電容在18pF左右,一副500MHz的無源探頭的輸入電容在10pF左右,一副超1.5GHz的有源探頭的輸入電容不足1pF。探頭的輸入電容會與示波器的輸入電容相加,等效增加了示波器測量系統(tǒng)的輸入電容,直接影響了信號上升時間和帶寬。同樣一臺100MHz的示波器,為它分別配上一副100MHz和一副500MH帶寬的探頭,分別構(gòu)成洌試系統(tǒng),其實際工作帶寬是有一定差異的。帶寬不足會使測量信號的幅度偏小,增加測試的誤差。搭配示波器探頭時,至少要選擇與示波器帶寬相當?shù)奶筋^,若有條件使用更高帶寬的探頭更好(只是帶寬越寬的探頭,價格也越高)。由于探頭在實際制作過程中牽涉到材料結(jié)構(gòu)的分布電容問題,所以探頭的輸入電容不能無限減小,無源探頭做到500MHz帶寬已經(jīng)相當不易了。要進一步提升帶寬,減小輸入電容,就需另辟蹊徑,采用電阻分壓法或者采用有源結(jié)構(gòu)。
探頭的輸入電阻與負載效應(yīng)
正規(guī)的探頭與示波器一樣,都會標注輸入電阻。示波器測量會給被測電路帶來額外的負載,它所導(dǎo)致的影響稱為負載效應(yīng)。電路會將測試儀器作為負載處理,如果儀器阻抗偏低,給被測電路增加的負載較大,輕則會使信號測量數(shù)值偏小,嚴重的則會影響被測電路的正常工作。在并聯(lián)型的測試中,并入的測試儀器阻抗越高,對被測電路的影響越小。
一般示波器端口的阻抗為1MQ,通過安裝一套1:10的常規(guī)無源電壓探頭,就能獲得10M Q的輸入阻抗。高輸入阻抗可以減小示波器探頭的負載效應(yīng),減小對被測電路的影響,并提高信號幅度測量的準確度。對于測量一些幅度很小的信號,衰減型探頭就不適用了,有時不得不使用1:1的探頭,這時,負載效應(yīng)就會比較明顯。
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