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.
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。
电流探头把电流信号转换成电压信号,示波器采集电压信号,再显示成电流信号。电流探头根据这个电动势产生一个反向(补偿)电流送至电流探头的线圈,使电流钳中的磁场为零,以防止饱和。电流探头根据反向电流测得实际的电流值。电流探头在测试高频时的工作原理:??????随着被测电流频率的增加,霍尔效应逐渐减弱,当测量一个不含直流成分的高频交流电流时,大部分是通过磁场的强弱直接感应到电流探头的线圈。
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。
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。
示波器探头知识总结(一)示波器被誉为“电子工程师的眼睛”,作为示波器不可缺少的组成部分,示波器探头的参数直接影响到测试结果的准确性及正确性,因此,能否正确选取合适的示波器探头直接关系到测试工作的成败,作为一名电子工程师,我们必须知道各种示波器探头的特点、原理及适用场合。为了降低寄生电容在高频信号下对示波器的输入阻抗的影响,所以在测试高频信号时,示波器的输入阻抗都设置为50Ω。
示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围,使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路,如下图:感性负载来源于探头地线的电感效应,这地线电感会与容性负载和阻性负载形成谐振,从而使显示的信号上出现振铃。带补偿的高阻无源探头有一个补偿电容,当接上示波器时,一般需要调整电容值(需要使用探头自带的小螺丝刀来调整,调整时把探头连接到示波器补偿输出测试位置),以与示波器输入电容匹配,以消除低频或高频增益。
这就需要了解示波器探头负载效应。图1是工程师常用的10倍无源电压探头的原理图,其中,Rp(9MΩ)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(1MΩ)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。在t>∞电路达到直流稳态时,电容相当于开路,输出电压按照两个电阻串联的分压公式计算,其(0时,该电路是由电压源激励的一阶电路,可以用三要素法计算,,当t.
【今日必点】八大技巧助您更好地进行示波器探测(上)文末有惊喜,一定得看!!!探测技术对于高质量的示波器测量至关重要,而探头通常是示波器测量链中的第一环。技巧4低电流测量技巧。利用示波器测量电流,最简单的办法是用Keysight 1147B 或N2893A 等钳形电流探头直接监测输入被测器件的电流。示波器界最有诚意的回馈活动3月热辣来袭~~~示波器行业领导厂商是德科技(原安捷伦科技)将从3月1日起举办全球示波器感恩月活动。
为什么要阻抗匹配?什么是阻抗匹配?改变阻抗力就是通过电容、电感与负载的串并联调整负载阻抗值,以达到源和负载阻抗匹配。图6 走线匹配阻抗。图7为天线阻抗匹配时常用的π型网络,使用网络分析仪测量阻抗以确定 C1、C2、C3 的取值,完成阻抗匹配。差分蛇形走线、等长控制、阻抗匹配、 PCB 分层设计、高速信号参考地等设计来保证产品的设计合理性,再配合信号完整性、信号眼图、信号脉冲等等仪器测试为产品稳定性保驾护航。
输出纹波也会由输出电容的内阻所引起,不断的给输出电容充放电,充电电流在输出电容的内阻ESR两端就会有压降,这个就会产生输出纹波,所以在选择输出电容的时候尽量选择ESR较小的贴片陶瓷电容而不是电解电容,选择几个电容并联也是为了降低输出内阻,一般都会在输出端并联一个较小的电容一般为nF级别的电容以滤去高频纹波。电源纹波和电源噪声是一个比较容易混淆的概念,如下图4所示,蓝色波形为电源纹波,红色波形为电源噪声。
10千欧的馈送电阻和同轴电缆的50欧阻抗形成了一个电阻性的分压顺,分压比为:直流输入阻抗为1050欧(相反,如果只用同轴电缆,则为50欧)1/4W,1K电阻的等效并联电容为1/2PF,这一点是非常有利的探头的上升时间很快。假定示波器具有50欧的BNC输入插座,这个BNC连接器向50欧电缆中引入了一个串联感抗,引入点位于屏蔽层从中间向外剥开与BNC接头相连的地方,表3.2列出了几种类型的同轴电缆连接器的串联电感及其10~90%上升时间常数。
示波器测量电源纹波时的注意事项。使用之前要测量信号的电压范围在此范围内。采用探头测量时的示意图如图2所示,其中Gn1是虚拟的一个噪声源,表示示波器的本低噪声,而Gn2表示探头的本底噪声。例如使用500:1高压差分探头进行测量,示波器本底噪声是1mv,探头噪声为为1mv,这样累加噪声是2mv,再经过500倍的放大,其本底噪声就达到了1V。ZDS4000示波器具有灵活的数字滤波器和强大的FFT功能,可以完美使用于大多数电源测量场景。
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)。
其中RZ 是佐贝尔电路的电阻阻值,而CZ 表示为佐贝尔电路的电容,RL 是扩音器的阻抗,fC 是所需的截止频率。是否需要在D 类过滤器中使用差分电容或单端连接很多已有的D 类放大器使用了单个差分电容,而其他的仅仅使用了一对并联电容。大多数情况下,单端差分电容将提供更好的音频性能,而并联电容会提供更好的抗电磁干扰性能。最好的解决方案是同时使用差分和并联电容,其中差分电容的值比并联的更大些。
干货分享:示波器探头选择 7要素在为示波器应用选择合适的测量工具时,往往事后才会想到探头。新型多工作模式示波器探头,例如是德科技的 InfiniiMode 差分探头,提供了多种工作模式,可以通过单次连接来测量差分信号的单端、差分和共模特性(图 1)。图 1 是德科技的 InfiniiMode 差分探头,提供多种模式,可以通过单次连接来测量差分信号的单端、差分和共模特性带宽 示波器和探头的带宽被定义为幅度降低 3dB 时的频率响应。
示波器的金属壳体(内部屏蔽壳和裸露在外的BNC头)与电源插头的保护地接在一起,当电源插头保护地断开时,220V电压经Y电容分压,中间110V电压直接加在示波器金属壳体上,即金属壳体上存在110V交流电压,当人触碰到带电区域时则会发生被针扎一样的触电现象,虽不会危机人身安全,但是也属于危险操作。ZP1000D高压差分探头最大可测峰值为1300V的高压电,即高压带隔离的作用,可测量差分信号、高压信号和高压差分信号。
传统示波器大多数传统示波器把“信号参考”端子连接到保护接地系统上,通常称为“接地”。浮地测量技术  为进行高压浮地测量提供的不同选项包括:  1. 隔离输入示波器  2. 差分探头  3. 电压隔离装置  4.“A - B” 测量技术  5. 示波器“浮地”技术。差分测量两点之间的电压差。“单一测量” 在使用AC线路电源及使用标准三线电源线操作时,带有接地输入通道、电池供电的示波器表现出来的局限性与传统示波器一样。
图 1 差分探头和单端探头的简化模型的主要区别在于,差分探头的地线电感是与放大器输入端串联的,而不是与探头的“地”串联的。对用差分信号 (VCM=0, VP=VM) 驱动的差分探头模型的分析表明,由于正信号连线和负信号连线的固有对称性,这两根连线之间存在着一个净信号值为零的平面。差分探头对单端信号的测量效果之所以要比单端探头好,乃是因为在差分探头信号连线间的有效接地平面比多数单端探头器的可用(非同轴的)地线更理想。
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。
示波器探头知识总结(二)在《示波器探头知识总结(一)》中已经对示波器探头做了一个整体介绍,下面将重点介绍示波器探头家族中的无源电压探头。图中的R2是示波器的输入阻抗,C2是示波器的寄生电容。早期的示波器探头需要手工设置示波器探头衰减倍数,一般有1X和10X两个档位,现在的示波器探头与示波器的连接处有一个自动检测针脚(如下图所示),示波器可以通过这个针脚来读取探头的衰减系数,并自动调整显示比例。
D类音频功放IC的常见问题解答D类音频功放IC的常见问题解答(关于放大器选择、滤波器的概述、佐贝尔电路、测试、PCB布局与接地)常见问题解答的第1部分提供了关于D类放大器的概论,并回答了如何进行选择放大器以及D类放大器滤波器的设计问题。全桥放大器又被称作桥接负载(BTL)放大器或差分放大器。是否需要在D 类过滤器中使用差分电容或单端连接很多已有的D 类放大器使用了单个差分电容,而其他的仅仅使用了一对并联电容。
高性能差分驱动放大器和ADC的窄带接口设计方法。在图2示例中,滤波器两端的分流电阻在输入端为301 Ω,在输出端为330 Ω(通过两个165 Ω偏置设置电阻),两者一起为AD8375或AD8376提供形成标称150 Ω负载阻抗,并产生更有利的RL/RS滤波器比1:1.RL/RS滤波器比和滤波器阶数必须小心对待,其中RS为滤波器源阻抗,RL为负载阻抗。偏置电阻给各差分输入端提供所需的直流偏置,并与ADC输入阻抗和谐振并联电感为滤波器组成一个精确负载。
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)。
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:
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。
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。