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了解、选择和使用无源示波器探头
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2022-11-28
廉鼎琮
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编者注：探头将示波器的输入连接到被测设备 (DUT) 上的测试点。种类繁多，包括：高阻抗无源、低电容、单端有源、差分有源、高压、电流探头。这是关于探头选择和应用的三篇系列文章中的第一篇，将重点介绍无源探头。编者注：探头将示波器的输入连接到被测设备 (DUT) 上的测试点。种类繁多，包括：高阻抗无源、低电容、单端有源、差分有源、高压、电流探头。这是关于探头选择和应用的三篇系列文章中的第一篇，将重点介绍无源探头。第 2第 2部分和部分和第 3 部分第 3 部分将分别介绍有源探头和电流探头。将分别介绍有源探头和电流探头。无源探头提供了一种将示波器连接到被测设备或电路的好方法。它们成本低、可靠，并且在明智地使用时提供合理的信号完整性。本文将通过基本调整和使用，从操作原理探讨无源探头。介绍了影响正确测量的无源探头的特性，着眼于了解这些设备的最有效应用。无源探头提供了一种将示波器连接到被测设备或电路的好方法。它们成本低、可靠，并且在明智地使用时提供合理的信号完整性。本文将通过基本调整和使用，从操作原理探讨无源探头。介绍了影响正确测量的无源探头的特性，着眼于了解这些设备的最有效应用。示波器通常提供 50 W 或 1 MW 输入终端。50 W 端接通常与匹配的同轴电缆一起使用，以连接到具有 50 W 源的电路元件。这样可以实现信号失真最小的高质量互连。使用 1 MW 输入终端连接到具有更高源阻抗的电路。这种连接可以通过多种方式进行，直接使用电缆或 X1 探头，或者使用高阻抗探头（图 1）。示波器通常提供 50 W 或 1 MW 输入终端。50 W 端接通常与匹配的同轴电缆一起使用，以连接到具有 50 W 源的电路元件。这样可以实现信号失真最小的高质量互连。使用 1 MW 输入终端连接到具有更高源阻抗的电路。这种连接可以通过多种方式进行，直接使用电缆或 X1 探头，或者使用高阻抗探头（图 1）。图 1：比较直接连接 (a) 和使用高阻抗探头 (b) 将信号连接到示波器的 1 MW 输入的简化电路。（图片来源：Digi-Key Electronics）图 1：比较直接连接 (a) 和使用高阻抗探头 (b) 将信号连接到示波器的 1 MW 输入的简化电路。（图片来源：Digi-Key Electronics）1 MW 输入还包括一个 15 至 25 pF 的分流电容。通过直接连接，无与伦比的电缆每英尺电缆长度额外增加 10 到 30 皮法拉 (pF)。在使用三英尺长电缆的典型情况下，电缆探头端的负载为 1 MW，并联电容约为 90 pF（图 1a）。对于低频测量，电容负载可以忽略不计。例如，在 1 kHz 时，容抗约为 1.8 MW。然而，对于更高频率的信号，效果可能非常糟糕。在 100 MHz 时，电容电抗降低到约 18 W，这将显着衰减信号。1 MW 输入还包括一个 15 至 25 pF 的分流电容。通过直接连接，无与伦比的电缆每英尺电缆长度额外增加 10 到 30 皮法拉 (pF)。在使用三英尺长电缆的典型情况下，电缆探头端的负载为 1 MW，并联电容约为 90 pF（图 1a）。
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