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示波器探头的负载效应介绍


示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围,使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路。

而探头的选择和使用需要考虑探头接入被测电路后,成为被测电路的一部分。因为探头有负载效应,从而影响被测信号的保真度和测试结果。


探头的负载效应



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图一探头的负载效应


1、阻性负载效应

阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻,对被测信号有分压的作用,影响被测信号的幅度和直流偏置。



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图二阻性负载效应



上图得出,提高探头的输入负载,从而减小负载效应,提高测量精度。


2、容性负载效应

容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容,对被测信号有滤波的作用,影响被测信号的上升下降时间,影响传输延迟,影响传输互连通道的带宽。



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图三容性负载效应



3、感性负载效应

感性负载来源于探头地线的电感效应,这地线电感会与容性负载和阻性负载形成谐振,从而使显示的信号上出现振铃。



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图四感性负载效应



为了测量结果可靠准确,要求探头输入负载高,较低的容性负载,根据所需的功能来搭配最佳阻性负载和容性负载。

示波器探头类型主要分为:有源探头和无源探头,最常用的是带补偿的高阻无源探头。

带补偿的高阻无源探头具备较高的输入电阻(一般1MΩ以上),补偿电容可调,以匹配示波器的输入,具备较高的动态范围,可以测试较大幅度的信号(几十幅以上),价格也较低。但是由于输入电容过大(一般10pf以上),带宽较低(一般500MHz以内)。



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图五带补偿的高阻无源探头



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