示波器探頭對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及正確性至關(guān)重要,它是連接被測(cè)電路與示波器輸入端的電子部件。最簡(jiǎn)單的探頭是連接被測(cè)電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線,復(fù)雜的探頭由阻容元件和有源器件組成。簡(jiǎn)單的探頭沒(méi)有采取屏蔽措施很容易受到外界電磁場(chǎng)的干擾,而且本身等效電容較大,造成被測(cè)電路的負(fù)載增加,使被測(cè)信號(hào)失真。
1、探頭結(jié)構(gòu)
以日常使用較多的LP-16BX探頭為例,它的一端具有一個(gè)掛鉤,檢測(cè)波形時(shí)可以鉤到電路的元件引腳上,掛鉤外有一個(gè)護(hù)套,內(nèi)有彈簧。檢測(cè)時(shí)用手將護(hù)套拉下,掛鉤才露出來(lái)。
2、接地環(huán)和接地夾
探頭中間有一個(gè)接地環(huán)和接地夾,用于與被檢測(cè)的電路地線相連。使用時(shí)如果沒(méi)有正確接地,就不能正常檢測(cè)波形。
3、衰減轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)
在探頭的尾部有一個(gè)衰減轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),旋轉(zhuǎn)下部的套筒形旋鈕可以進(jìn)行x1擋或x10擋的選擇。在手柄下部標(biāo)有選擇指示,x10擋即表示檢測(cè)送入的信號(hào)被衰減1/10,因此示波器上觀測(cè)的值要乘以10。
4、BNC型插頭
探頭通過(guò)電纜將信號(hào)送到示波器的信號(hào)輸入端,探頭電纜的另一端有一個(gè)BNC型插頭,在插頭的部分有一個(gè)校正電容器的調(diào)整端。
5、探針
當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掛鉤護(hù)套,取下護(hù)套以后,就可以將掛鉤部分卸下來(lái),露出探頭的探針。這樣,在檢測(cè)密度很高的電路板時(shí),可用探針點(diǎn)到檢測(cè)部位,以免與其他元件短路。
6、在x10擋測(cè)量
示波器探頭在x10擋具有高阻抗和低電容量的特性,但是輸入電壓的幅度被衰減為1/10,在測(cè)量時(shí)注意這個(gè)特點(diǎn),即測(cè)量的電壓值=示波器靈敏度(V/DIV) × 屏幕幅度 x 10。
例如,示波器靈敏度擋為1V/DIV x 屏幕幅度為SDIV x 10,則測(cè)量電壓值應(yīng)為50V。注意:在x10擋測(cè)量信號(hào)波形,必須調(diào)整探頭上的電容器,使方波的頂部平直。
7、在x1擋測(cè)量
在x1擋測(cè)量,實(shí)際上就是將被測(cè)量信號(hào)直接送到示波器而沒(méi)有衰減。因此,輸入電容量比較大,約為250 pF。測(cè)量時(shí)必須考慮這個(gè)因素。
示波器探頭的使用
別看一個(gè)示波器探頭很簡(jiǎn)單,其實(shí)還是很有講究的。以下是使用示波器探頭的一點(diǎn)小經(jīng)驗(yàn),供大家使用時(shí)參考一下。
首先是帶寬,這個(gè)通常會(huì)在探頭上寫(xiě)明,多少M(fèi)Hz。如果探頭的帶寬不夠,示波器的帶寬再高也是無(wú)用,瓶頸效應(yīng)。
另外就是探頭的阻抗匹配。探頭在使用之前應(yīng)該先對(duì)其阻抗匹配部分進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常在探頭的靠近示波器一端有一個(gè)可調(diào)電容,有一些探頭在靠近探針一端也具有可調(diào)電容。它們是用來(lái)調(diào)節(jié)示波器探頭的阻抗匹配的。
如果阻抗不匹配的話,測(cè)量到的波形將會(huì)變形。調(diào)節(jié)示波器探頭阻抗匹配的方法如下:首先將示波器的輸入選擇打在GND上,然后調(diào)節(jié)Y軸位移旋鈕使掃描線出現(xiàn)在示波器的中間。
檢查這時(shí)的掃描線是否水平(即是否跟示波器的水平中線重合),如果不是,則需要調(diào)節(jié)水平平衡旋鈕(通常模擬示波器有這個(gè)調(diào)節(jié)端子,在小孔中,需要用螺絲刀伸進(jìn)去調(diào)節(jié)。
數(shù)字示波器不用調(diào)節(jié)。然后,再將示波器的輸入選擇打到直流耦合上,并將示波器探頭接在示波器的測(cè)試信號(hào)輸出端上(一般示波器都帶有這輸出端子,通常是1KHz的方波信號(hào)),然后調(diào)節(jié)掃描時(shí)間旋鈕,使波形能夠顯示2個(gè)周期左右。
調(diào)節(jié)Y軸增益旋鈕, 使波形的峰-峰值在1/2屏幕寬度左右。然后觀察方波的上、下兩邊,看是否水平。如果出現(xiàn)過(guò)沖、傾斜等現(xiàn)象,則說(shuō)明需要調(diào)節(jié)探頭上的匹配電容。用小螺絲刀調(diào)節(jié)之,直到上下兩邊的波形都水平,沒(méi)有過(guò)沖為止。當(dāng)然,可能由于示波器探頭質(zhì)量的問(wèn)題, 可能調(diào)不到完全無(wú)失真的效果,這時(shí)只能調(diào)到最佳效果了。
另外就是示波器上還有一個(gè)選擇量程的小開(kāi)關(guān):X10和X1。當(dāng)選擇X1檔時(shí),信號(hào)是沒(méi)經(jīng)衰減進(jìn)入示波器的。而選擇X10檔時(shí),信號(hào)是經(jīng)過(guò)衰減到1/10再到示波器的。
因此,當(dāng)使用示波器的X10檔時(shí),應(yīng)該將示波器上的讀數(shù)擴(kuò)大10倍(有些示波器,在示波器端可選擇X10檔,以配合探頭使用,這樣在示波器端也設(shè)置為X10 檔后,直接讀數(shù)即可)。當(dāng)我們要測(cè)量較高電壓時(shí),就可以利用探頭的X10檔功能,將較高電壓衰減后進(jìn)入示波器。
另外,X10檔的輸入阻抗比X1檔要高得多,所以在測(cè)試驅(qū)動(dòng)能力較弱的信號(hào)波形時(shí),把探頭打到X10檔可更好的測(cè)量。
但要注意,在不確信號(hào)電壓高低時(shí),也應(yīng)當(dāng)先用X10檔測(cè)一下,確認(rèn)電壓不是過(guò)高后再選用正確有量程檔測(cè)量,養(yǎng)成這樣的習(xí)慣是很有必要的,不然,哪天萬(wàn)一因?yàn)檫@樣損壞了示波器,要后悔就來(lái)不及了。
經(jīng)常有人提問(wèn),為什么用示波器看不到晶振引腳上的波形?一個(gè)可能的原因就是因?yàn)槭褂玫氖翘筋^的X1檔,這時(shí)相當(dāng)于一個(gè)很重的負(fù)載(一個(gè)示波器探頭使用1檔具有上百pF的電容)并聯(lián)在晶振電路中,導(dǎo)致電路停振了。
正確的方法應(yīng)該是使用探頭的X10檔。這是使用中應(yīng)當(dāng)注意的,即或不停振,也有可能因過(guò)度改變振蕩條件而看不到真實(shí)的波形了。
其實(shí)示波器具有什么功能在最大程度上取決于示波器探頭的種類,如果你探頭是只能探測(cè)電子波動(dòng)的,那你這臺(tái)示波器就只能夠探測(cè)電子的活動(dòng),或者說(shuō)你給你的示波器裝上了一個(gè)磁場(chǎng)探頭,那么一些通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的物質(zhì)變化,就能夠被你的示波器探測(cè)到。
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審核編輯 黃昊宇
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