许多情况下信号电压是差分电压,即信号存在于两个点或两条线中,这两个点或两个信号都没有处于接地或公共电位。P5201高压差分探头把浮动信号转换成低压参考地电平信号,然后可以在任何参考地电平的示波器上安全简便的显示这些信号。在与示波器的电压测量功能结合使用,电流探头还允许进行各种功率测量。示波器的电流探头基本上分成两类:即AC电流探头和AC/DC电流探头,AC电流探头通常是无源探头,AC/DC电流探头通常是有源探头。
Fluke公司给所有示波器配备的探头都能使示波器保证在探头尖端获得规定的示波器带宽,从上述的计算可以看出,视觉要求探头本射的带宽要比示波器的带宽宽得多。这个电容称为低频补偿电容,应当通过调节这个电容使得探头和与相配用的示波器匹配,使用示波器前面板上的信号输出可以很容易地进行这项调节工作,示波器的这个输出端标有"探头调节"、"校准器""CAL"或者"探头校准"等标志,并能送出一个方波输出电压。
目前有上百种示波器可供选择,从非常简单的便携式示波器到价格达几十万美元的专用台式数字存储示波器(有些高档探头本身价格就可能达一万美元以上)。Rp (9 MΩ)和Cp位于探头尖端内,R1表示示波器的输入阻抗,C1表示示波器的输入电容和探头补偿箱电容的组合值。例如,如果使用一台100 MHz带宽的示波器测量一个包含200 MHz振荡波形的信号时,我们看不到振荡,因为信号受示波器带宽限制大幅度衰减。图10. 去掉示波器探头的接地方法。
用示波器测试开关电源。示波器和电源测量。准备进行电源测量。要测量开关器件的开关损耗和平均功率损耗,示波器首先必须分别确定在断开和开通时开关器件上的电压。要使用数字示波器进行电源测量, 就必须测量MOSFET 开关器件 (如图2 所示) 漏极、源极间的电压和电流,或IGBT 集电极、发射极间的电压。该软件控制示波器,并通过实时电流和电压信号调整电压通道和电流通道之间的延迟,以去除电压探头和电流探头之间传输延迟的差别。
实际上,示波器探头是把信号源连接到示波器输入上的某类设备或网络,它必须在信号源和示波器输入之间提供足够方便优质的连接。参考文献【1】 《交流和直流电流测量》,作者:周家明,北京海洋仪器.【2】 《阻抗对测量的影响》,作者:魏乾、韩洁,【M】国外电子测量技术.【3】 《如何用好示波器探头》,【M】无线电.【4】 《电子示波器探头》,【M】电子仪器信息.【5】 日立示波器使用说明.【6】 《探头ABC》,泰克公司出版.
上图显示了用有源差分探头测试差分信号的原理,图中红色波形显示的为差分信号Vin+,蓝色波形显示为差分信号Vin-,二者幅度相同,相位相差180度。Vin+和Vin-经由差分探头正、负探测点探测后经过差分放大器放大,然后传输至示波器,最后得到如图绿色差分波形。图17 ProbeMeter探头电压计有源差分探头可用于绝大多数较小幅度差分信号的测量,但对于幅度达上百甚至上千幅的高压差分信号而言,有源查分探头就显得力不从心了。
探头有一条地线和一条信号线,地线就是和示波器输入端子外壳通的那一条,一般是夹子状的,信号线一般带有一个探头钩,连接的话你把示波器地线接到你设备的地,把信号线端子接到你的信号端,注意如果要测量的信号和市电没有隔离,则不能直接测量。因此,当使用示波器的X10档时,应该将示波器上的读数扩大10倍(有些示波器,在示波器端可选择X10档,以配合探头使用,这样在示波器端也设置为X10档后,直接读数即可)。
由于示波器只能存储数量有限的样点,因此波形持续时长( 时间) 与示波器的采样率成反比。各种接口可以把示波器与工作环境其余部分整合起来:■■ USB 主控端口:迅速简便地存储数据、打印及连接USB键盘■■ USB 设备端口,简便地连接PC 或直接打印到打印机■■以太网端口用于联网,外加兼容软件用来截屏、捕获波形数据和测量结果■■视频端口把示波器显示画面导出到监视器或投影仪上■■ Wi-Fi支持无需敷设电缆即可与示波器通信。
示波器是大家再熟悉不过的测试仪器了,但示波器不搭配探头是没有办法来做测试的,示波器探头的确是示波器大家族中不可缺少的成员。常见的示波器探头有四种:无源探头、有源探头、差分探头和电流探头。用示波器来测试电流就会用到电流探头,常用的电流探头是利用霍尔原理来制作的。如果你的探头是和示波器配套的,你可以发现你的探头已经弄好了红色和蓝色的色环,你只需要在使用的时候按照相同的颜色插到示波器探头插口即可。
当设定为1×时,信号直接由长导电条L 输入示波器,调节可调电容C2 并不改变信号的大小,即U0 恒等于信号源电压U 。然而,输出电压U0 会随着输入信号的频率变化而变化,导致输出电压达不到原有信号的十分之一,进而影响示波器的测量。∵1+jwC2R2>1 ∴比值偏小,即输出电压偏小,会始终出现补偿不足的情况当电容C2 损坏时若C2 短路,则使示波器的输入电压很小,无法测量到真实的值若C2 断路,则在10×档下调补偿时:
示波器探头×1和×10的意义。因此,当使用示波器的×10档时,应该将示波器上的读数扩大10倍(有些示波器,在示波器端可选择×10档,以配合探头使用,这样在示波器端也设置为×10档后,直接读数即可)。但要注意,在不甚明确信号电压高低时,也应当先用×10档测一下,确认电压不是过高后再选用正确有量程档测量,养成这样的习惯是很有必要的,不然,哪天万一因为这样损坏了示波器,要后悔就来不及了。
电容工作原理与用法总结。有此电路元件的阶跃响应在某个时间范围内显示为电容特征,而在另外的时间范围内显示为电感特征,或者相反,举例来说,电容的安装引脚在非常高的频率时,其电感通常足以使整个元件呈现为电感特征。这个装置适用于揭示诸如印刷电路走线、六电路输入电容、旁路电容元件以及其他数字电路通用元件的电容特性。在任何时刻,电容上升过的电流与其电压的上升时间的关系总是依照下列通用公式:I电容=C DV电容/D1.
图1是工程师常用的10倍无源电压探头的原理图,其中,Rp (9 MΩ)和Cp位于探头尖端内,Rp为探头输入阻抗, Cp为探头输入电容, R1 (1 MΩ)表示示波器的输入阻抗,C1表示示波器的输入电容和同轴电缆等效电容以及探头补偿箱电容的组合值。本文关于无源电压探头模型的参数设定以及校准的原理就介绍到这里,而对于示波器和探头以及数字测量在业内有很多的经典理论以及应用原则,比如信号的滚降特性,DSP信号滤波的处理。
调整示波器设置(改为源2的下降沿触发模式)后再次点击“PWM脉冲数目设置”选项卡中数字“2”,捕捉上管导通、下管关断时的示波器波形,正确波形如图7所示,死区时间应与上管关断、下管导通时死区时间一致,为10.6微秒,绝对误差应小于1微秒,若死区时间过长或过短则不予通过。图8 上管带载测试中探头接法测试步骤:接通电路板电源,此时示波器1通道波形应为-15V电平,其他两个应无波形,若不是则检查示探头或示波器设置是否正确。
示波器测量的一个常见小问题——不良接地时的电源干扰。而差分信号的回流路径比较复杂一些,差分对的正负端是依靠公共的参考来回流的。或差分探头的正负端中的任何一端没有有效连接,以及示波器的参考“地”没有能和被测件的地连接,则通过探头馈入示波器的信号就无法通过正常的路径回流,而必须经过供电设备(如开关电源、电力网络等)回流,因而受到供电设备的影响,从而可能出现上面几幅图的情况。
示波器基础知识一百个问答。若没有差分探头,可使用两个差分探头接到示波器的两个通道上(如Ch1, Ch2),然后用数学 运算,得到ch1-ch2的波形并进行分析,这时尽量保持两根探头完全一样,示波器两个通道的Vertical scale ( 每格多少伏)设置一样,否则,误差会较大。24. 怎样用示波器测量出USB总线上的差分信号?USB2.0信号速度比较快,上升时间为几百皮秒,为了保证信号的包真度测试,需要选择大于2GHz的示波器和差分探头进行测试。
逻辑分析仪怎样分析485通讯口(测试)逻辑分析仪和示波器不同,示波器是实时显示的,而逻辑分析仪需要点击开始,开始抓取波形,一直到存储满了我们所设置的存储深度结束,然后我们可以慢慢的去分析我们抓到的信号,因此点击“开始抓取”这个是必须要有的。和示波器类似,逻辑分析仪也有各种测量标线,可以测量脉冲宽度,测量波形的频率,占空比等信息,通过数据分析,查找我们的波形是否符合我们的要求,从而帮助我们解决问题。
上图为示波器探头测量时的示意图,从上图可知,示波器一般具有三个典型的部分,探头头部、探头电缆和探头补偿设备。高压差分探头一般适用于对高压场合的测试,与无源探头相比,不仅输入电压更高,一般都在1000V以上,而且由于其两根测量线对地阻抗都非常高,使其可以直接进行非接地测量,比如在测量市电时,无源探头的地线必须接到市电的地线上,只能测量L或者N与地线之间的电压,而高压差分探头却可以进行任意两线间的测量。
轻松赢好礼:我们一起总结示波器(大家示波器的使用心得)@lark:测量小信号时,注意示波器的本地噪声,小信号低频增益以及表笔的内阻等;测量高频高速数字信号、串行通讯信号、射频信号等需要选择带宽高于500 MHz示波器;对一般信号进行采集,示波器的采样率至少信号最高频率的2倍以上,采集的波形才真实反映实际情况;测量任何信号时,一定要注意示波器的接地方式.@ABM45927:示波器注意 1、测量电源纹波请用弹簧针接地。
1.将示波器的输入选择打在GND上,然后调节Y轴位-移旋钮使扫描线出现在示波器的中间。检查这时的扫描线是否水平(即是否跟示波器的水平中线重合),否则,需要调节水平平衡旋钮(通常模拟示波器有这个调节小孔,需要用螺丝刀伸进去调节,对于数字示波器不用调节)。2.将示波器的输入选择打到直流耦合上,并将示波器探头接在示波器的测试信号输出端上.然后调节扫描时间旋钮,使波形能够显示2个周期左右。
教你如何使用示波器的探头(校准、夹子和接线)然后,再将示波器的输入选择打到直流耦合上,并将示波器探头接在示波器的测试信号输出端上(一般示波器都带有这输出端子,通常是1KHz的方波信号),然后调节扫描时间旋钮,使波形能够显示2个周期左右。因此,当使用示波器的X10档时,应该将示波器上的读数扩大10倍(有些示波器,在示波器端可选择X10档,以配合探头使用,这样在示波器端也设置为X10档后,直接读数即可)。
10.时钟电路测量。合理的测试方式为选择输入阻抗很大(与振荡器等效阻抗相比),输入电容很小的示波器探头。图1是常见的的实时时钟晶体示意图。更新探头信息如表3所示,由表3可得:探头2的等效输入阻抗只有50千欧姆,基本跟晶体本身的等效阻抗差不多了,电路不工作的原因也就找到了。第一,用探头4的等效输入电容代替板子上面的“补偿电容”(图1),前提是探头的等效输入电容跟板上的“补偿电容”(图1)容值相差不大。
另外,Keysight公司专门为电源纹波测试设计的探头N7020A,结合了低衰减比(1.1:1)、高带宽(硬件2GHz,可以软件设置带宽限制)、兼顾测量需要和噪声的阻抗匹配(探头本身直流输入阻抗为50k欧姆,但示波器端是50欧姆输入阻抗频谱)、短地线(提供很低环路电感的焊接前端)、大偏置范围(可以到±24V)、可以纹波和直流电压同时测试等优点,适用于对于电源纹波测量要求比较高的用户。
泰克公司对应10BaseT,100BaseTx与1000BaseT以太网电接口,提供全套的一致性测试解决方案,包括频响优良的示波器,频率纯度很高的正弦波信号干扰源,满足上述功能的测试软件与夹具,除差分探头外,还对应1000BaseX以太网光接口,提供实时通信分析仪CSA7000,内置光参考接收器,对以太网光接口进行标准化的模板眼图验证,在同一平台上整合了以太网光电接口一致性的测试,是目前领先的全套完整以太网测试工具。
学会使用示波器(3)知道如何调整示波器探头和示波器的阻抗匹配。
由于注入DUT(被测设备)中的TDR阶跃脉冲是差分信号,因此TDR设备可以直接测出差分走线的特征阻抗。真差分的TDR设备配合高带宽差分探头进行PCB差分特征阻抗测试时,无需在PCB板内苦苦的寻找接地点,只要探针调整到合适的间距,即可轻松的对PCB板内的真实差分走线进行探测。使用一台真差分的TDR设备,利用差分信号可以实现虚拟接地的便利,配合间距可调的差分TDR探头可以轻松实现对PCB板内真实差分走线的特征阻抗测量。
常用信号完整性的测试手段和在设计的应用-设计测试-电子工程专辑常用信号完整性的测试手段和在设计的应用。另外上面众多的仪器,很多都可以实现多种测试,比如示波器,可以实现波形测试,时序测试,眼图测试和抖动测试等,网络分析仪可以实现频域阻抗测试、传输损耗测试等,因此灵活应用仪器也是提高测试效率,发现设计中存在问题的关键。信号完整性测试和信号完整性仿真紧密结合,是信号完整性设计的基本要求。