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淺談函數發生器輸出阻抗與輸出振幅的關系

要長高 ? 來源:南山掃地僧 ? 作者:南山掃地僧 ? 2022-06-20 16:58 ? 次閱讀

如下圖所示虛線左側為函數發生器內部等效電路,為一個電壓源及一個一般為50Ω的內阻構成,虛線右側為輸出端,接了一個輸出負載;函數發生器產生的電動勢并不是完全加在輸出負載上,而是等效為一個分壓電路,公式如下圖。詳細介紹Vgen為函數發生器實際輸出電動勢,Vload為負載分到的電壓,R0為函數發生器內阻,Rload為輸出負載。

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通過公式計算得知,輸出阻抗設置為High-Z時,函數發生器實際輸出電動勢和屏幕顯示的Amplitude是一致的;而設置為50Ω時,函數發生器實際輸出值是屏幕顯示的Amplitude的2倍,如下圖。輸出阻抗設置為50Ω時,我們想要輸出振幅為1.5V的波形,實際輸出測出的振幅為3V左右,這是為什么呢?

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這是因為輸出阻抗設置為50Ω時,函數發生器認為輸出端接了一個50Ω左右的輸出負載,構成了分壓電路,為了使輸出能達到1.5V,函數發生器實際輸出電動勢得達到3V后,接入的一個50Ω的輸出負載才能分得1.5V左右的電壓。為此我們在輸出端接入51Ω左右的負載,輸出波形振幅就和設置的Amplitude一致了,如下圖。因此,一般情況下,應把輸出阻抗output load設置為High-Z模式,防止輸出電壓過高損壞被測物。

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如何設置輸出阻抗總結:

1. 如果是接電阻:

如果接50歐姆負載,就要設置OutputChannel Load為50歐姆。

如果接高阻負載,就要設置OutputChannel Load為高阻。

2. 如果是接無損傳輸線:依賴于是否加端接:

如果末端加了端接,就要設置輸出為50歐姆。

如果末端沒有端接,就要設置高阻。

可以把無損耗的傳輸線,看成透明的。只是把電壓從一個地方傳到另外一個地方。

這結論的是基于信號源內阻是50歐姆得出的。(即源端端接)

實際上,從傳輸線理論來說,對于電平傳輸來說,無損傳輸線都是透明的,不恰當的端接只是產生了過沖和振鈴,最終的電平都相當于把目的端直接連接到源端。

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