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示波器探头的重要性,你了解多少?


  来源: ZLG致远电子 时间:2019-12-11 编辑:清风
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探头的输入电阻是探头的探头头部端测量出的电阻,该值是在DC情况下测量出来的。对于无源探头来说,衰减比例越大,探头的输入电阻越高。


7、示波器补偿范围


多数无源探头都是一种通用的设备,而在不同示波器之间,甚至在同一台示波器不同通道之间都会有所差异。探头为了兼容这些差异,就会自带一个补偿网络,用来补偿不同示波器间的差异。如果补偿不足或者补偿过度,就会导致测量结果出现错误。而这个补偿网络是一定会有一个能够调整的范围的,这个范围就是示波器补偿范围。一般的无源探头的示波器补偿范围为10~35pF。


8、电缆长度


每个探头都必须有一段探头电缆,这是为了更加方便的进行测量。而这段电缆会造成一定的信号传播延时。例如,1m左右的探头电缆,大概会有5ns的延时。对于10MHz的信号,这会造成大概20°左右的延时。电缆越长,会导致相位信号延迟越长。而这个延时一般情况下不会对测量造成影响,因为在一定带宽范围内,这个延时并不会跟随信号频率变化而变化,所以不会造成群延时的失真。只有在两个以上通道一起测量时,传输延时才会产生影响,特别是当电压探头与电流探头一起进行功率测量时,不同探头之间的延时就会造成很大的影响。所以测量之前需要根据电缆长度来推算大致的延时。如果延时过大,则需要使用示波器内的延时校准功能。


常见探头种类


常见探头分类如下图所示:

图4 示波器探头分类


其中无源探头常见的有1×、10×、100×三种规格,一般情况下,1×探头多为低带宽探头,适用于测量低频低电压的信号,100×探头耐压值一般较高,适用于一些高压测量情景,而10×探头的带宽一般都比较高,适用于较高速信号的测量。


有源探头中,高速差分探头适用于高速信号的测量,其带宽很高,而且探头负载效益很小,但是一般都价格昂贵。高压差分探头一般适用于对高压场合的测试,与无源探头相比,不仅输入电压更高,一般都在1000V以上,而且由于其两根测量线对地阻抗都非常高,使其可以直接进行非接地测量,比如在测量市电时,无源探头的地线必须接到市电的地线上,只能测量L或者N与地线之间的电压,而高压差分探头却可以进行任意两线间的测量。电流探头用于对电流进行测量,有些电流探头只能测量交流,有些也可以进行直流测量。


探头的使用注意事项


在探头的使用上,还需要考虑一些问题:


1、安全


使用探头进行测量时,最重要的就是安全问题。比如使用无源探头时,探头的地线与示波器的地是连接在一起的,当示波器安全接地的时候,探头是安全的。但是当示波器没有安全接地时,探头的地线就会存在一定的电压从而给使用者带来危险。具体情况如图5所示:

图5

图6 示波器接地


由于Y电容的原因,导致原本的接地点电压就不在是0V,而是L与N之间电压的一半也就是110V电压,这个电压会对人体进行伤害。所以示波器的测量过程中,一定要保证接地良好,或者采用隔离变压器进行完全的安全隔离,否则有可能会导致使用者触电。


而且此时如果探头的地线是接到了一个比较高的电压上,比如说市电的火线上时,就会导致整个示波器外壳都带有220V高压,这时人再触碰示波器时就会发生直接触电,这种情况非常危险,相当于直接将手插入市电插排。

图7


2、连接顺序


探头通过示波器电源线的地线间接接地,而被测系统可能是一个悬浮的系统,为避免危险,地线必须先连接到地上,将示波器与被测系统共地,然后才能将探头探针点在测试点上。而当断开探头时,也要先断开探针,然后再断开地线。


3、阻抗


使用探头时,需要考虑与示波器的匹配问题。常见的无源探头,一般需要示波器的阻抗档位是1MΩ阻抗。而一些有源探头则是需要50Ω阻抗。使用探头前,要看说明书上对应阻抗的说明,来选择相应的示波器档位与之匹配。


4、带宽


当使用探头进行测量时,整个系统的带宽就是由探头带宽和示波器带宽两部分组成的,其中任何一个带宽不足,都会导致最终测量结果不能达到要求。比如选用一个100M的探头配套一个500M的示波器,那么带宽最多也就只有100M左右,这样就无法发挥500M示波器的带宽优势。所以合理选择示波器与探头,才能让测试带宽达到要求。


5、电压


关键词:示波器 探头 测量    浏览量:918

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