電子產品日益復雜,市場對示波器的帶寬和準確性提出更高要求。這不是購買一臺高檔示波器就能解決的問題,還需搭配適合的探頭和正確的測試方法。
然而大部分工程師都低估了探頭的重要性。沒有探頭,示波器就發揮不了任何作用。探頭使您能夠觀察被測設備(DUT)當前的狀況。目前市場上可以選擇的探頭有幾百種,但為您的特定測量選擇合適的探頭以便獲得準確的觀測結果至關重要。許多工程師認為示波器標配的無源探頭已經足夠好,但事實并不是這樣。如果您的應用使用了錯誤的示波器探頭,那么就有可能遺漏重要事件,得到錯誤的測量結果。
使用何種示波器探頭的探測方法,對您在屏幕上看到的測量結果的準確性有很大影響。在進行測量之前,您應該主動了解其他工程師過去出現的錯誤,從中吸取經驗教訓:
第 1 個錯誤:不了解示波器探頭的關鍵技術指標;如果您不知道應該關注示波器探頭的哪些關鍵技術指標,那么就不可能確定自己的需求。
第 2 個錯誤:選擇的探頭帶寬不合適;如果使用的探頭帶寬不正確,那么您可能會遺失信號細節,或者為系統引入不必要的噪聲。
第 3 個錯誤:沒有考慮到探頭負載效應;探頭一旦與示波器連接并與器件接觸,它就成為電路的一部分。問題是,探頭帶給器件的電阻、電容和電感負載效應將影響您在屏幕上看到的信號。這種負載效應是您需要考慮的重要因素。有時這種效應很小,甚至注意不到,但如果負載效應過大,它所改變的就不僅僅是您在屏幕上看到的內容。它還會影響器件的工作狀態。顯然,您希望盡可能減少負載效應。可惜,由于這是寄生的負載效應,您將永遠無法完全消除它,但對它了解得越多,就越可能幫助您減少它對器件的影響。
第 4 個錯誤:不確定應該選擇有源探頭還是無源探頭;
第 5 個錯誤:忘了考慮連接帶寬和負載效應;
連接帶寬:連接帶寬即探頭與被測器件之間的連接的帶寬。在許多情況下,會在探頭尖端使用附件,更方便地建立牢固連接。但是,這類附件會成為系統中最薄弱的環節,給帶寬帶來限制,盡管您已經選擇了帶寬最適合的示波器和探頭。在確定所需的帶寬和探頭附件時,必須考慮到這一點。
連接負載效應:屏幕上看到的連接負載效應值與連接帶寬平行。
第 6 個錯誤:低估了衰減比;
探頭的另一個重要技術指標是衰減比,大部分應用需要的衰減比各不相同,您需要多大的衰減比,由要測量的信號大小決定,衰減比將決定信號如何饋入示波器,以及最終如何在屏幕上顯示。我們退一步來思考為什么要使用不同的衰減比,示波器是非常靈敏的儀器,只能在一定的電壓范圍內工作,以防止受到損壞,如果您正在處理較大的電壓,則需要通過分壓將電壓降低到示波器的安全電壓范圍內。分壓值就是衰減比,不同的信號和應用需要采用不同的衰減比。
根據這些知識,讓您可以輕松地為應用選擇具有適合衰減比的探頭。這完全取決于您要處理的信號電壓。
理解所有這些關鍵的探頭技術指標,將會幫助您避免其他工程師在示波器探頭選型時常犯的錯誤。記住不要犯的最大錯誤:絕對不要低估探頭的能力!否則,您所測量的信號與屏幕上顯示的信號之間會出現很大差異。確保您選擇的探頭符合測試中重要技術指標的要求。
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