示波器探头基本知识详解
一、分类
探头主要分为有源探头和无源探头,高速示波器所配备的是有源探头,端口输出阻抗一般为50欧姆;200M带宽以下的低端示波器使用的是无源探头,衰减比是10:1,示波器输入阻抗一般为1M欧姆。
二、参数解析
通常情况下,探头本身有输入电阻,类似于万用表测试电压的原理。为了尽可能减少对被测电路的影响,要求探头本身的输入电阻Rp要尽可能大。但Rp实际不可能做大无穷大,所以会和被测电路产生分压,造成实际测到的电压可能不是测试点的真实电压。为避免探头电阻负载造成的影响,一般要求探头的输入电阻要大于源端阻抗以及负载阻抗的10倍以上。实际中大部分探头的输入阻抗均在几十KOhm~几十MOhm。
其次探头本身具有寄生电容。这个寄生电容也是影响探头带宽的重要因素,因为这个电容会衰减高频成分,将信号的上升沿变缓。一般无源探头的输入电容在10PF几百PF之间,高带宽的有源探头的输入电容在在0.2PF几PF之间。由于寄生电容的存在,探头的输入阻抗随着频率会下降,从而影响探头带宽。
高阻无源探头是使用最为广泛的,以下是无源探头原理框图:
为便于测量,无源探头通常会有1m左右的连接线,如果没有匹配电路,很难在这样长的信号路径提供几百MHZ的测量带宽
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