示波器因?yàn)橛刑筋^的存在而擴(kuò)展了示波器的應(yīng)用范圍,使得示波器可以在線測試和分析被測電子電路,如下圖:
圖1 示波器探頭的作用
探頭的選擇和使用需要考慮如下兩個(gè)方面:
其一:因?yàn)樘筋^有負(fù)載效應(yīng),探頭會直接影響被測信號和被測電路;
其二:探頭是整個(gè)示波器測量系統(tǒng)的一部分,會直接影響儀器的信號保真度和測試結(jié)果
一、探頭的負(fù)載效應(yīng)
當(dāng)探頭探測到被測電路后,探頭成為了被測電路的一部分。探頭的負(fù)載效應(yīng)包括下面3部分:
1. 阻性負(fù)載效應(yīng);
2. 容性負(fù)載效應(yīng);
3. 感性負(fù)載效應(yīng)。
圖2 探頭的負(fù)載效應(yīng)
阻性負(fù)載相當(dāng)于在被測電路上并聯(lián)了一個(gè)電阻,對被測信號有分壓的作用,影響被測信號的幅度和直流偏置。有時(shí),加上探頭時(shí),有故障的電路可能變得正常了。一般推薦探頭的電阻r>10倍被測源電阻,以維持小于10%的幅度誤差。
圖3 探頭的阻性負(fù)載
容性負(fù)載相當(dāng)于在被測電路上并聯(lián)了一個(gè)電容,對被測信號有濾波的作用,影響被測信號的上升下降時(shí)間,影響傳輸延遲,影響傳輸互連通道的帶寬。有時(shí),加上探頭時(shí),有故障的電路變得正常了,這個(gè)電容效應(yīng)起到了關(guān)鍵的作用。一般推薦使用電容負(fù)載盡量小的探頭,以減小對被測信號邊沿的影響。
圖4 探頭的容性負(fù)載
感性負(fù)載于探頭地線的電感效應(yīng),這地線電感會與容性負(fù)載和阻性負(fù)載形成諧振,從而使顯示的信號上出現(xiàn)振鈴。如果顯示的信號上出現(xiàn)明顯的振鈴,需要檢查確認(rèn)是被測信號的真實(shí)特征還是由于接地線引起的振鈴,檢查確認(rèn)的方法是使用盡量短的接地線。一般推薦使用盡量短的地線,一般地線電感=1nh/mm。
圖5 探頭的感性負(fù)載