蘇州特安斯電子有限公司作者
雖然進(jìn)行的高速示波器測量可能具有挑戰(zhàn)性,但是運用一些簡單提示和技巧可以顯著改善測量結(jié)果。本文收集一些容易實施的方法,可以確保你的每次測量都能夠快速準(zhǔn)確地得到結(jié)果。盡管其中的方法看上去很基本,但令人感到驚訝的是,它們卻常常被人們忽略。盡管這些提示和技巧單個看上去并不值得注意,但結(jié)合在一起就能顯著提高測量的度。
帶寬
這個通常會在探頭上寫明,多少MHz。如果探頭的帶寬不夠,示波器的帶寬再高也是無用,因為探頭瓶頸原因信號無法不失真輸入到示波器。所以探頭帶寬的選擇至少高于標(biāo)稱的帶寬。嚴(yán)格意義上來說示波器的帶寬本生就包括了探頭系統(tǒng)的帶寬,Siglent(鼎陽科技)的示波器就是一個很好例子,他們提供的示波器比如標(biāo)稱是100MHz,那么就是指包括探頭在內(nèi)的整個通道的帶寬是100MHz
兼容性
有一種情況非常普遍,人們使用X公司生產(chǎn)的示波器卻配Y公司生產(chǎn)的探頭進(jìn)行測量。事實上,示波器和探頭并不總是可互換或可兼容的。的做法是使用同一家公司生產(chǎn)的示波器和探頭,從而排除任何潛在的沖突問題。
阻抗匹配
探頭在使用之前應(yīng)該先對其阻抗匹配部分進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常在探頭靠近示波器一端有一個可調(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,測量到的波形將會變形。調(diào)節(jié)示波器探頭阻抗匹配的方法如下:把探頭接到通道上,然后直接把探頭鉤子接到示波器“探頭元件~3V”連接器上,基準(zhǔn)導(dǎo)線接到“探頭元件接地”連接器上,顯示通道,然后按下“AUTO”按鈕。此時檢查所顯示波形的形狀(一般示波器都帶有這輸出端子,通常是1KHz的方波信號),方波的上、下兩邊是否水平。如果出現(xiàn)過沖、傾斜等現(xiàn)象,則說明需要調(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,沒有過沖為止。當(dāng)然,可能由于示波器探頭質(zhì)量的問題,可能調(diào)不到*無失真的效果,這時只能調(diào)到*效果了
檔位設(shè)置
無源探頭上有一個選擇量程的小開關(guān):X10和X1。當(dāng)選擇X1檔時,信號是沒經(jīng)衰減進(jìn)入示波器的。而選擇X10檔時,信號是經(jīng)過衰減到1/10再到示波器的。因此,當(dāng)使用示波器的X10檔時,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)我們要測量較高電壓時,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,所以在測試驅(qū)動能力較弱的信號波形時,把探頭打到X10檔可更好的測量。但要注意,如果不確信號電壓高低時,應(yīng)當(dāng)先用X10檔測一下,確認(rèn)電壓不是過高后再選用正確有量程檔測量,養(yǎng)成這樣的習(xí)慣是很有必要的,這樣對自己的安全負(fù)責(zé)也避免了示波器的燒壞。常有人問,為什么用示波器看不到晶振引腳上的波形?一個可能的原因就是因為使用的是探頭的X1檔,這時相當(dāng)于一個很重的負(fù)載并聯(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,也有可能因過度改變振蕩條件而看不到真實的波形了。
探頭接地
示波器探頭在使用時,要保證地線夾子可靠的接了地(被測系統(tǒng)的地,非真正的大地),不然測量時,就會看到一個很大的50Hz的信號,這是因為示波器的地線沒連好,而感應(yīng)到空間中的50Hz工頻市電而產(chǎn)生的。如果你發(fā)現(xiàn)示波器上出現(xiàn)了一個幅度很強(qiáng)的50Hz信號(我國市電頻率為50Hz),這時你就要注意下看是否是探頭的地線沒連好。由于示波器探頭經(jīng)常使用,可能會導(dǎo)致地線斷路。檢測方法是:將示波器調(diào)節(jié)到合適的掃描頻率和Y軸增益,然后用手觸摸探頭中間的探針,這時應(yīng)該能看到波形,通常是一個50Hz的信號。如果這時沒有波形,可以檢查是否是探頭中間的信號線是否已經(jīng)損壞。然后,將示波器探頭的地線夾子夾到探頭的探針(或者是鉤子)上,再去用手觸摸探頭的探針,這時應(yīng)該看不到剛剛的信號(或者幅度很微弱),這就說明探頭的地線是好的,否則地線已經(jīng)損壞。通常是連接夾子那條線斷路,通常重新焊上即可,必要時可更換,注意連接夾子的地線不要太長,否則容易引入干擾,尤其是在高頻小信號環(huán)境下。示波器探頭的地線夾子應(yīng)該要靠近測量點,尤其是測量頻率較高、幅度較小的信號時。因為長長的地線,會形成一個環(huán),它就像一個線圈,會感應(yīng)到空間的電磁場。另外系統(tǒng)中的地線中電流較大時,也會在地線上產(chǎn)生壓降,所以示波器探頭的地線應(yīng)該連接到靠近被測試點附近的地上。的情況就是不要使用配置的鉗夾地線,把地線拔下來在探頭裸露的金屬部分套上配置的近地線(一個圓環(huán)狀),這樣大大縮短地線長度,很大避免了地線的噪聲干擾。小信號測量時如果噪聲干擾比較大,可以把示波器的采樣方法選擇平均,同時可把帶寬限制打開(如果測的是低頻信號)一般數(shù)字示波器的帶寬限制為20MHz,注意此限制也有可能把信號的一些諧波濾除。在進(jìn)行時差或傳輸延遲的測量時,請確保使用的是同樣長度的兩個探頭,以消除電纜長度不本身帶來延遲不一致的麻煩。
安全問題
使用探頭時避免電擊,應(yīng)使手指保持在探頭主體上防護(hù)裝置的后面,不接觸探頭頂部的金屬部分,同時確保輸入信號的幅值不超過標(biāo)稱的示波器允許輸入的zui大值。
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