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如何选择示波器探头来捕获高速信号
来源: | 作者:欧洲杯下单平台 | 发布时间: 2022-04-29 | 2783 次浏览 | 分享到:
本文介绍了如何选择示波器探头来捕获高速信号:在高速传输数据时,示波器探头与被测电路接触会引起寄生效应,从而导致被测波形出现严重异常。若要获得精确的测量结果,探头必须捕获信号并提供最真实的信号显示,在其频率范围内不能增添额外的负载,或使信号源发生变化。既然我们知道了准确捕获信号的带宽要求,那么如何确定示波器和探头的系统带宽呢?

F = 0.5/(上升时间)

通常,估计的频率稍高于实际频率。

数字信号还具有非常大的 3 阶和 5 阶频率谐波。这些高频分量的衰减将导致上升时间和下降时间测量结果慢于实际时间。因此,为了提高上升时间和下降时间测量的精度,您应该选择带宽是数字信号上升时间频率三倍或五倍的示波器和探头。

带宽和上升时间注意事项

既然我们知道了准确捕获信号的带宽要求,那么如何确定示波器和探头的系统带宽呢?

所有类型的探头都有带宽极限值,因此存在一个可以通过探头的固有最短信号上升时间, 该时间可以通过下列公式来计算:

上升时间 = 0.35/ 带宽

上升时间是指波形从最终值的 10% 转变为 90% 时所需要的时间。探头的最短上升时间和下降时间(在探头特性中有详细说明)表示当输入信号为上升时间等于零的阶跃信号时,探头输出信号的上升时间和下降时间。通过观察 1158A 探头输入和输出信号可以看到这一点(图 12)。

图 12. 探头的最短上升时间会影响测量结果。

and Rise Time

示波器还会有独立的带宽和上升时间极限值。通常认为示波器和探头的带宽大小应该相等。但是,示波器带宽和探头带宽的关系并非如此简单。

示波器和探头组成测量系统,该系统的传输响应将包含探头传输响应和示波器传输响应。这些响应组合将决定测量系统的上升时间和带宽,通常可由以下公式计算得出:

这些公式适用于计算示波器和探头响应按照高斯定律衰减时的系统带宽和上升时间(图 -13)。

如果该响应不符合高斯定律,您必须更深入地查看探头响应,从而获悉信号如何从探针传输到示波器输入端。只要探头响应平坦,即 Vout/Vin = 0-dB,传输到示波器输入端的信号就与探针输入信号完全相同。

图 13. 高斯传输响应与 1158A 探头迅速衰减响应的对比。

带宽和上升时间注意事项

是德科技秉承实现最大响应平坦度的理念开发了 1156A/57A/58A 探头。图 -14 显示了这些探头的传输响应。

图 14. 1156A(1.5-GHz)、1157A(2.5-GHz)和 1158A(4-GHz)探头的传输响应。

有关其他更高带宽型号的信息,请登录 Home,查找推荐的有源探头。

表 1. 推荐的配置可以最大限度提高测量系统的带宽。

表 -1 提供了推荐用于 Infiniium 示波器,实现最大测量系统带宽的探头的相关信息。您将注意到由于探头的传输响应在 Infiniium 示波器的整个带宽范围内保持平坦状态,所以它不会降低系统带宽。