物理连接、对电路操作的影响和信号传输
本质上,示波器探头是在测试点或信号源和示波器之间建立了一条物理和电子连接;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的连接。连接的充分程度有三个关键的问题:物理连接、对电路操作的影响和信号传输。示波器探头的发展过程。在过去50年中,各种示波器探头接口设计一直在不断演进,以满足提高的仪器带宽速度和测量性能要求。在早的年代,通常使用香蕉式插头和UHF型连接器。在20世纪60年代,普通BNC型连接器成为常用的探头接口类型,因为BNC体积更小、频率更高。BNC探头接口仍用于测试和测量仪器设计,当前更高质量的BNC型连接器提供了接近4GHz的大可用带宽功能。之后,某些厂家提出了普通BNC型探头接口设计变通方案,在使用BNC连接器的同时,额外提供了一个模拟编码的标度系数检测针脚,作为机械和电子接口设计的一部分,使得兼容的示波器能够自动检测和改变示波器显示的垂直衰减范围。
无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1×,10×和1
从实际需要出发,使用多的是电压探头,其中高阻无源电压探头占大部分。无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1×,10×和100×。在这些无源探头中,10×无源电压探头是常用的探头。对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用,1×探头可能要比较适合,甚至是的。在低幅度和中等幅度信号混合(几十毫伏到几十伏)的应用中,可切换1×/10×探头要方便得多。但是,可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头,不仅其衰减系数不同,而且其带宽、上升时间和阻抗(R和C)特点也不同。因此,这些探头不能与示波器的输入完全匹配,不能提供标准10×探头实现的优性能。
差分信号是互相参考,而不是参考接地的信号
差分信号是互相参考,而不是参考接地的信号。差分探头可测量浮置器件的信号,实质上它是两个对称的电压探头组成,分别对地段有良好绝缘和较高阻抗。差分探头可以在更宽的频率范围内提供很高的共模***比(CMRR)。
从原理上来看,用电压探头测得电压值,除以被测阻抗值,很容易就可以获得电流值。然而,实际上这种测量引入的误差很大,所以一般不采用电压换算电流的方法。电流探头可以测得电流波形,方法是采用电流互感器输入,信号电流磁通经互感变压器变换成电压,再由探头内的放大器放大后送到示波器。
交流电流在互感器中,随着电流方向的变化,产生电场的变化,并感应出电压。交流电流探头属于无源设备,无需外接供电。
探头对示波器测量至关重要
探头对示波器测量至关重要,所以要求探头对探测的电路影响必须达到小,并希望对测量值保持足够的信号保真度。如果探头以任何方式改变信号或改变电路运行方式,示波器会看到实际信号的失真结果,进而可能导致错误的测量结果,或者误导性的测量结果。通过以上介绍可知,探头的选购和正确使用有许多值得注意的地方,只有与示波器和被测电路都匹配良好的探头才是您该选择和使用的探头。
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