一文搞懂示波器探頭！

2017-06-30 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

示波器是電子工程師必不可少的工具之一,它能夠?qū)⑷庋鄄豢梢?jiàn)的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)的圖像,將被測(cè)量的信號(hào)的變化情況顯示在屏面上,方便人們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)及錯(cuò)誤定位。在構(gòu)成示波器的器件當(dāng)中,探頭的重要性自是不必多說(shuō),其質(zhì)量直接關(guān)系到示波器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

顧名思義,探頭起到探測(cè)的作用。它是連接被測(cè)試電路和示波器輸入端的重要媒介。最簡(jiǎn)單的探頭是連接被測(cè)電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線,復(fù)雜的探頭由阻容元件和有源器件組成。簡(jiǎn)單的探頭沒(méi)有采取屏蔽措施很容易受到外界電磁場(chǎng)的干擾,而且本身等效電容較大,造成被測(cè)電路的負(fù)載增加,使被測(cè)信號(hào)失真。

當(dāng)使用不合適的探頭時(shí),就會(huì)對(duì)測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響,大體能夠分為兩個(gè)方面。第一種情況,探頭改變了波形的原本形狀,所觀察到的波形產(chǎn)生偏差。第二種情況,導(dǎo)致示波器運(yùn)行異常,正常的設(shè)備變得無(wú)法工作。

探頭的選擇

要避免這些情況,就要熟悉示波器探頭的類(lèi)型,然后根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性的選擇使用。常用的探頭分為多種,電流探頭、高壓差分探頭、低壓差分探頭、無(wú)源探頭、高壓探頭單端、低壓探頭單端等等,下面就對(duì)這些探頭的適用范圍進(jìn)行介紹,方便大家進(jìn)行選擇。

1、電流探頭

一般利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)試電流信號(hào)。測(cè)試范圍一般為從DC到2G。幅度由1 mA 到20000A。

電流探頭解決方案提供:

最廣的 AC/DC 及僅 AC 電流探頭系列
測(cè)量準(zhǔn)確度從幾 uA 到 2000 A
同類(lèi)最佳帶寬高至 120 MHz
同類(lèi)最佳電流箝位靈敏度低至 1 mA
符合第三方安全認(rèn)證的唯一產(chǎn)品(UL、CSA、ETL)
提供裸線電壓額定值的唯一產(chǎn)品
與泰克示波器配合使用時(shí)自動(dòng)讀數(shù)和定標(biāo),因此無(wú)需將電壓轉(zhuǎn)換為電流或者手動(dòng)設(shè)定標(biāo)度

2、高壓差分探頭

用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)均非為地的測(cè)試點(diǎn)之間的電壓差。泰克的高壓差分探頭可用于高達(dá) 6000 V 的信號(hào)。這類(lèi)探頭由于具有共模抑制能力,成為較大部件中進(jìn)行非地參考、浮動(dòng)或隔離測(cè)量的最佳選擇。這些產(chǎn)品由泰克設(shè)計(jì)、制造和維修。

高壓差分探頭解決方案提供:

同類(lèi)最佳的帶寬和探頭負(fù)載影響
符合第三方安全認(rèn)證的唯一產(chǎn)品(UL、CSA、ETL)
高壓和中壓產(chǎn)品,支持不同動(dòng)態(tài)范圍和測(cè)量分辨率的需要
最全面的探頭附件

3、低壓差分探頭

高速串行標(biāo)準(zhǔn)中使用的差分信令需要非常準(zhǔn)確的檢定。泰克低壓差分探頭中提供業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的帶寬和信號(hào)保真度,確保您看到所有細(xì)節(jié)。泰克提供的 TriMode? 架構(gòu)只需單個(gè)連接即可進(jìn)行差分、單端和共模測(cè)量,簡(jiǎn)化了測(cè)量采集過(guò)程!

4、無(wú)源探頭

無(wú)源探頭為大多數(shù)示波器發(fā)貨時(shí)的標(biāo)配,提供低成本的通用探測(cè)解決方案。通常,這些探頭缺乏有源電壓探頭的性能,但能夠在大量應(yīng)用中提供信號(hào)可視化所需的堅(jiān)固性和動(dòng)態(tài)范圍。泰克推出全新的無(wú)源探頭類(lèi)型,重新定義了無(wú)源探頭產(chǎn)品類(lèi)別的性能。

泰克新型無(wú)源探頭解決方案提供:

同類(lèi)最佳帶寬高至 1 GHz
低至 3.9 pF 的同類(lèi)最佳輸入電容,可將探頭的負(fù)載影響降至最低
同類(lèi)最佳的輸入電容,在連接較長(zhǎng)地線時(shí)可將性能損失降至最低
自動(dòng)探頭補(bǔ)償,無(wú)需使用補(bǔ)償螺絲刀

5、高壓探頭-單端

高壓?jiǎn)味颂筋^通常用于測(cè)量低于 40 kV 以地參考的信號(hào)。但是,某些單端探頭設(shè)計(jì)用于隔離或浮動(dòng)輸入的儀器,進(jìn)行非以地參考的測(cè)量。用戶(hù)應(yīng)選擇較低輸入電容指標(biāo) (< 4 pF) 的探頭以最大程度降低探頭對(duì)電路的負(fù)載影響,因?yàn)檩斎腚娙葺^低的探頭能在更高頻率上提供更高的輸入阻抗。

泰克高壓探頭解決方案提供:

同類(lèi)最佳帶寬高至 800 MHz
同類(lèi)最佳的探頭負(fù)載影響,輸入電容僅為 1.8 pF
符合第三方安全認(rèn)證的唯一產(chǎn)品(UL、CSA、ETL)
最全面的探頭附件

6、低壓探頭-單端

低壓?jiǎn)味颂筋^通常用于測(cè)量低于 12 V 以地參考的高速信號(hào)。這種低壓探頭是在高阻抗、高頻電路元件上進(jìn)行測(cè)量的最佳選擇,這些測(cè)量中需要將探頭負(fù)載影響降至最低。用戶(hù)應(yīng)選擇具有很低輸入電容指標(biāo) (~1 pF) 的探頭以最大程度降低探頭對(duì)電路的負(fù)載影響。具有較低輸入電容的探頭能在更高頻率上提供更高輸入阻抗。

泰克低壓?jiǎn)味颂筋^解決方案提供:

帶寬高至 4 GHz。
很高的輸入阻抗,很低的輸入電容 (<1 pF)
最全面的探頭附件,實(shí)現(xiàn)最佳測(cè)量性能

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,使用率最高的為無(wú)源類(lèi)探頭,高阻無(wú)源電壓探頭所占的比例最大。無(wú)源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數(shù),如1×、10×、100×。在這些無(wú)源探頭中,10×無(wú)源電壓探頭是最常用的探頭。對(duì)信號(hào)幅度是1V峰值或更低的應(yīng)用,1×探頭可能要比較適合,甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信號(hào)混合(幾十毫伏到幾十伏)的應(yīng)用中,可切換1×/10×探頭要方便得多。但是,可切換1×/10×探頭在本質(zhì)上是一個(gè)產(chǎn)品中的兩個(gè)不同探頭,不僅其衰減系數(shù)不同,而且其帶寬、上升時(shí)間和阻抗(R和C)特點(diǎn)也不同。因此,這些探頭不能與示波器的輸入完全匹配,不能提供標(biāo)準(zhǔn)10×探頭實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)性能。

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