常规无源电压探头的校准
发布时间:2012/6/26 20:30:15 访问次数:1832
常用的无源电压探头MDV321都有一个补偿调节电容,以适合不同的示波器,在初次测量前必须进行校准,否则将严重影响波形的显示。
第一步,开启示波器,并让示波器热机一段时间。有的数字示波器在热机后期需要执行自校准程序。
第二步,将探头安装上示波器,并连接示波器上的测试校准信号点,调节适当的时基和电压幅度,使示波器显示出稳定的方波波形,一般一屏显示两个周期的方波信号为好。对于比较现代一点的数字示波器,可以按下自动设置键,让示波器自动选择适合的挡位。
第三步,用无感调节器转动探头根部的补偿电容,使示波器显示出理想的方波。图片中依次是探头欠补偿见图5)、过补偿(见图6)、正常补偿时(见图7)的波形显示。
对于固定搭配的机器探头,一次校准好后不必每次使用都进行重复校准。示波器探头的带宽
探头与示波器一样都具有带宽限制,带宽也是评价探头性能的首要指标。探头的带宽源于探头的输入电容,带宽越宽,输入电容越小。一副100MHz的无源探头的输入电容在18pF左右,一副500MHz的无源探头的输入电容在10pF左右,一副超1.5GHz的有源探头的输入电容不足1pF。探头的输入电容会与示波器的输入电容相加,等效增加了示波器测量系统的输入电容,直接影响了信号上升时间和带宽。同样一台100MHz的示波器,为它分别配上一副100MHz和一副500MH带宽的探头,分别构成洌试系统,其实际工作带宽是有一定差异的。带宽不足会使测量信号的幅度偏小,增加测试的误差。搭配示波器探头时,至少要选择与示波器带宽相当的探头,若有条件使用更高带宽的探头更好(只是带宽越宽的探头,价格也越高)。由于探头在实际制作过程中牵涉到材料结构的分布电容问题,所以探头的输入电容不能无限减小,无源探头做到500MHz带宽已经相当不易了。要进一步提升带宽,减小输入电容,就需另辟蹊径,采用电阻分压法或者采用有源结构。
探头的输入电阻与负载效应
正规的探头与示波器一样,都会标注输入电阻。示波器测量会给被测电路带来额外的负载,它所导致的影响称为负载效应。电路会将测试仪器作为负载处理,如果仪器阻抗偏低,给被测电路增加的负载较大,轻则会使信号测量数值偏小,严重的则会影响被测电路的正常工作。在并联型的测试中,并入的测试仪器阻抗越高,对被测电路的影响越小。
一般示波器端口的阻抗为1MQ,通过安装一套1:10的常规无源电压探头,就能获得10M Q的输入阻抗。高输入阻抗可以减小示波器探头的负载效应,减小对被测电路的影响,并提高信号幅度测量的准确度。对于测量一些幅度很小的信号,衰减型探头就不适用了,有时不得不使用1:1的探头,这时,负载效应就会比较明显。
常用的无源电压探头MDV321都有一个补偿调节电容,以适合不同的示波器,在初次测量前必须进行校准,否则将严重影响波形的显示。
第一步,开启示波器,并让示波器热机一段时间。有的数字示波器在热机后期需要执行自校准程序。
第二步,将探头安装上示波器,并连接示波器上的测试校准信号点,调节适当的时基和电压幅度,使示波器显示出稳定的方波波形,一般一屏显示两个周期的方波信号为好。对于比较现代一点的数字示波器,可以按下自动设置键,让示波器自动选择适合的挡位。
第三步,用无感调节器转动探头根部的补偿电容,使示波器显示出理想的方波。图片中依次是探头欠补偿见图5)、过补偿(见图6)、正常补偿时(见图7)的波形显示。
对于固定搭配的机器探头,一次校准好后不必每次使用都进行重复校准。示波器探头的带宽
探头与示波器一样都具有带宽限制,带宽也是评价探头性能的首要指标。探头的带宽源于探头的输入电容,带宽越宽,输入电容越小。一副100MHz的无源探头的输入电容在18pF左右,一副500MHz的无源探头的输入电容在10pF左右,一副超1.5GHz的有源探头的输入电容不足1pF。探头的输入电容会与示波器的输入电容相加,等效增加了示波器测量系统的输入电容,直接影响了信号上升时间和带宽。同样一台100MHz的示波器,为它分别配上一副100MHz和一副500MH带宽的探头,分别构成洌试系统,其实际工作带宽是有一定差异的。带宽不足会使测量信号的幅度偏小,增加测试的误差。搭配示波器探头时,至少要选择与示波器带宽相当的探头,若有条件使用更高带宽的探头更好(只是带宽越宽的探头,价格也越高)。由于探头在实际制作过程中牵涉到材料结构的分布电容问题,所以探头的输入电容不能无限减小,无源探头做到500MHz带宽已经相当不易了。要进一步提升带宽,减小输入电容,就需另辟蹊径,采用电阻分压法或者采用有源结构。
探头的输入电阻与负载效应
正规的探头与示波器一样,都会标注输入电阻。示波器测量会给被测电路带来额外的负载,它所导致的影响称为负载效应。电路会将测试仪器作为负载处理,如果仪器阻抗偏低,给被测电路增加的负载较大,轻则会使信号测量数值偏小,严重的则会影响被测电路的正常工作。在并联型的测试中,并入的测试仪器阻抗越高,对被测电路的影响越小。
一般示波器端口的阻抗为1MQ,通过安装一套1:10的常规无源电压探头,就能获得10M Q的输入阻抗。高输入阻抗可以减小示波器探头的负载效应,减小对被测电路的影响,并提高信号幅度测量的准确度。对于测量一些幅度很小的信号,衰减型探头就不适用了,有时不得不使用1:1的探头,这时,负载效应就会比较明显。
上一篇:示波器探头
上一篇:形形色色的示波器探头