一、无源电压探头
1、无源探头
无源探头由导线和连接器制成,在需要补偿或衰减时,还包括电阻器和电容器。探头中没有有源器件(晶体管或放大器),因此不需为探头供电。无源探头一般是最坚固、性价比高的探头,它们不仅使用简便,而且使用广泛。
2、高阻无源电压探头
从实际需要出发,使用较多的是电压探头,其中高阻无源电压探头占最大部分。无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1&TImes;,10&TImes;和100&TImes;。在这些无源探头中,10&TImes;无源电压探头是常用的探头。对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用,1×探头可能要比较适合,甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信号混合(几十毫伏到几十伏)的应用中,可切换1×/10×探头要方便得多。但是,可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头,不仅其衰减系数不同,而且其带宽、上升时间和阻抗(R和C)特点也不同。因此,这些探头不能与示波器的输入完全匹配,不能提供标准10×探头实现的较优性能。
3、低阻无源电压探头
大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。而低阻无源电压探头(又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头)的频率特性很好,采用匹配同轴电缆的探头,带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。这种探头是为用于50欧姆环境中设计的,这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计(TDR)。
4、无源高压探头
“高压”是相对的概念。从探头角度看,我们可以把高压定义为超过典型的通用10×无源探头可以安全处理的电压的任何电压。高压探头要求具有良好的绝缘强度,保证使用者和示波器的安全。
二、有源电压探头
1、有源探头
有源探头包含或依赖有源器件,如晶体管。常见的情况下,有源设备是一种场效应晶体管(FET),它提供了非常低的输入电容,低电容会在更宽的频段上导致高输入阻抗。可以从下面的Xc公式中看出:
2、有源FET探头
有源FET探头的规定带宽一般在500MHz、~4GHz之间。除带宽更高外,有源FET探头的高输入阻抗允许在阻抗未知的测试点上进行测量,而产生负荷效应的风险要低得多。另外,由于低电容降低了地线影响,可以使用更长的地线。
有源FET探头没有无源探头的电压范围。有源探头的线性动态范围一般在±0.6V到±10V之间。
3、有源差分探头
差分信号是互相参考,而不是参考接地的信号。差分探头可测量浮置器件的信号,实质上它是两个对称的电压探头组成,分别对地段有良好绝缘和较高阻抗。差分探头可以在更宽的频率范围内提供很高的共模抑制比(CMRR)。
数字示波器是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单,能提供给用户多种选择,多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储,实现对波形的保存和处理。下面小编就给大家具体介绍一下它的优缺点和使用注意事项吧!
数字示波器的优缺点:
优点:
1、体积小、重量轻,便于携带,液晶显示器。
2、可以长期贮存波形,并可以对存储的波形进行放大等多种操作和分析。
3、特别适合测量单次和低频信号,测量低频信号时没有模拟示波器的闪烁现象。
4、更多的触发方式,除了模拟示波器不具备的预触发,还有逻辑触发、脉冲宽度触发等。
5、可以通过GPIB、RS232、USB接口同计算机、打印机、绘图仪连接,可以打印、存档、分析文件。
6、有强大的波形处理能力,能自动测量频率、上升时间、脉冲宽度等很多参数。
缺点:
1、失真比较大,由于数字示波器是通过对波形采样来显示,采样点数越少失真越大,通常在水平方向有512个采样点,受到最大采样速率的限制,在比较快扫描速度及其附近采样点更少,因此高速时失真更大。
2、测量复杂信号能力差,由于数字示波器的采样点数有限以及没有亮度的变化,使得很多波形细节信息无法显示出来,虽然有些可能具有两个或多个亮度层次,但这只是相对意义上的区别,再加上示波器有限的显示分辨率,使它仍然不能重现模拟显示的效果。
3、可能出现假象和混淆波形,当采样时钟频率低于信号频率时,显示出的波形可能不是实际的频率和幅值。数字示波器的带宽与取样率密切相关,取样率不高时需借助内插计算,容易出现混淆波形。
数字示波器的使用注意事项:
1、使用时通常要求被测量设备和测量设备都应可靠连接参考地,若不能满足条件时应使用隔离系统做好良好的隔离后才能进行测量,例如:可使用隔离变压器,示波器可使用电池供电,使用隔离探头等等。
2、通常数字示波器配合探头使用时,只能测量(被测信号到信号地就是大地)信号端输出幅度小于300VCATII信号的波形。绝对不能测量市电AC220V或与市电AC220V不能隔离的电子设备的浮地信号。
3、通用示波器的外壳,信号输入端BNC插座金属外圈,探头接地线,AC220V电源插座接地线端都是相通的。如果仪器在使用时不接大地线,直接用探头对浮地信号测量,那么仪器相对大地会产生一定的电位差;电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间的电位差。这对仪器操作人员、示波器、被测电子设备都将带来严重的安全威胁。
4、用户如须测量与市电AC220V不能隔离的电子设备进行浮地信号测试时,必须用高压隔离差分探头或示波器必须使用电池供电。
1、带宽
所有示波器都有一个在较高频率上滚降的低通频响。示波器带宽是指正弦曲线输入信号衰减到信号真实幅度70.7%的频率,也就是-3dB点。您的示波器必须有足够的带宽,以便捕获信号的所有相关频率成分。如果您定期处理数字信号,那么通过比较信号和示波器的上升时间指标,可以比较容易考察带宽。使用的示波器的上升时间指标应该比信号上升时间快五倍,以使误码保持在2%以下。
2、采样率
示波器采样速度越快,分辨率就越高,显示的波形细节也就越好,关键信息或事件丢失的可能性也越小。推荐最低5倍过采样,以保证捕获信号细节,避免出现假信号。
准则:采样率>5x(最高的频率成分)
3、记录长度
记录长度是示波器在一次采集中可以数字化和存储的样点数量。由于示波器只能存储数量有限的样点,所以波形时长或捕获的“时间”长度与示波器的采样率成反比。记录长度越长,以高分辨率捕获的时间窗口越长。
准则:捕获的时间=(记录长度)/(采样率)
4、数字通道和频谱分析仪输入
当今示波器为在系统级调试复杂设计不仅仅提供了模拟通道。如果您需要分析一条并行总线或多条串行总线,MSO系列混合信号示波器为一次分析多个信号提供了16条数字通道及较多4条模拟通道。
如果您正在处理RF信号,MDO系列混合域示波器提供了内置频谱分析仪,能够以时间相关的方式分析模拟信号、数字信号和RF信号。
5、特性和分析功能
示波器提供了广泛的特性和分析功能。在选择示波器时,应考察提供的触发功能、波形搜索工具、自动测量功能及分析软件包,如串行总线分析、抖动和电源分析,确保满足您的需求。
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