示波器培训与使用规范

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电源测试中的示波器探头

泰克公司深圳办事处黄戈平13922800618 geping.huang@http://http:// 1

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探头的分类电压探头:无源探头:1X,10X(P3010,P6139A,P5050)高压探头:100X,1000X(P5100,P6105A)差分探头:有源差分探头(P5200,P5205,P5210)电流探头:无源探头(A621/A622,A6021/A6022)有源探头(TCP202,TCPA300+TCP303/305/312, TCPA400/TCP404XL)

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示波器与地线相连接示波器

火线零线地线

大地

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无源电压探头无源电压探头: 1X,10X振幅是1伏特或小于1伏特的峰峰值的应用,一个1X探头是更适当或者所说更必要的信号中有低振幅信号及中等振幅信号(几十伏特或几十毫伏)的混合,则一根1X/10X可切换探头是非常便利的.一根可变换的 1X/10X探头本质上是在一起的2根不同的探头.不仅是他们有不同的衰减因子,他们的带宽,上升时间及阻抗( R与 C )特征也是不同的

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高压探头型号衰减带宽 75MHz 250MHz负荷(MΩ/pF)最大电压 100/3.0 10/2.7 20 kV长度(标准) 10英尺/3m 10英尺/3m补偿范围 7–30 pF 7–30 pF P6015A 1000X P5100 100X

2.5 kV

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高压差分探头型号带宽差分电压公共电压变换衰减 1000V 1000V 2200V 500X/50X 500X/50X 1000X/100X电源 AC TEKPROBE TEKPROBE P5200 DC- 25MHz 1300 V P5205 DC-100MHz 1300 V P5210 DC- 50MHz 5600 V

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选择探头的三个关键定义物理连接对电路运行的影响信号的传递

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理想的电压探头Rin=∞ Cin= 0cable

理想的探头将不影响信号的测量带宽无限零输入电容无穷大输入电阻无限动态范围衰减为 1零延时零相移机械尺寸与待测点十分吻合

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理想的探头连接简单和便利绝对的信号保真度零信号源极负载完全的噪音抗扰性

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不存在理想探头只有品质优良的探头连接简单和便利没有唯一理想的连接结构,设计各种各样尺寸及外形结构的探头,从而满足各种各样的应用和物理连接的需要.

绝对的信号保真度探头应该忠实地将信号传送到示波器输入端;在给定的探头操作带宽之内,绝对的信号保真度是最终理想的状态;

零信号源极负载具有负载零信号源的探头是没有的,当使用一个探头时,对负载的信号源有要求,目标应当是通过选择适当的探头来减小载入量;

完全的噪声抗干扰性噪声源能感应到附近电路及电缆线上,导致噪声被加入信号;因为噪声的易感应性,所以简单的一条电线不应是理想探头的选择.在大信号测量时送到示波器的信号没有更多的干扰.噪声干扰在小信号测量时依然是个问题,特别是在应用不同的测量方法时,共摸干扰问题常常出现.需选择合适的差分探头进行信号测量.

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探头的

指标带宽(上升时间)(谐波)动态范围(衰减比例)阻抗导线的长度接口类型

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带宽和上升时间限制带宽的5倍规则:为了获得正确的振幅测量,示波器系统的带宽应该比被测量的波形的频率大5倍上升时间的测量:为了合理精确地测量脉冲上升或下降时间,探头和示波器的上升时间之和应该是 3~5倍快于被测脉冲

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带宽与上升时间的关系带宽和上升时间的关系: T上升=0.35/BW示波器系统上升时间示波器系统上升时间2=示波器上升时间2+探头上升时间2测理上升时间2=信号上升时间2+示波器系统上升时间2示波器/探头的共同的上升时间比被测量信号快3倍时,预期测量误差在5%以内.快五倍时将导致仅仅2%的误差

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衰减比例对于大多数的通用用途,首选使用10X探头,因为他们具有最高的电压范围及较少的信号源负载.在 1X模式下,必须更多的注意信号源负载

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探头阻抗为了使阻抗负载减到最小, 1X探头通常内阻有1M,10X探头典型内阻有10M对于大多数测试,这些阻值使得阻抗负载为零.然而,当测量高阻抗信号源时,就必须加以考虑了

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电容阻抗XC= 1/ 2π fC负载最多涉及到探头尖引起的电容.对于低频信号,这个电容具有非常高的电阻,其影响不大,但当信号频率增加时,电容电抗减小,结果导致高频率时负载的增加.这一容性负载使得测量系统的带宽降低,上升时间变慢.可以通过选择低探头尖电容的探头,而减小容性负载

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