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示波器探頭選型

更新時(shí)間:2017-03-03 點(diǎn)擊次數(shù):1978

示波器探頭的選型

 

示波器探頭在示波器測試應(yīng)用中非常重要,做為一個工程師怎樣選擇合適的示波器探頭呢,首先要根據(jù)被測的參數(shù)來選擇需要什么樣的探頭種類,然后還要考慮與什么示波器匹配,以及考慮探頭的精度與品牌及價(jià)格等。

1、  探頭的種類

探頭通常按測量對象進(jìn)行分類,如下表所示。其中,高阻無源探頭、高壓差分探 頭和電流探頭是我們zui為熟悉的,接下來做一個簡要的介紹。

 

(1)       高阻無源探頭 從實(shí)際需求來說,帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源電壓探頭使用比例zui大,可以滿足大多數(shù)的低 速數(shù)字信號、電源和其它的一些典型的示波器使用。 此類探頭具備較高的輸入電阻(一般1MΩ以上),可調(diào)的補(bǔ)償電容,當(dāng)接上示波 器時(shí),一般需要以調(diào)節(jié)棒調(diào)整電容值,以匹配示波器輸入電容,消除低頻或高頻增益。圖2 的左邊為欠補(bǔ)償波形,中間為正常波形,右邊為過補(bǔ)償波形.

(2)       高壓差分探頭 首先介紹下差分的概念:差分信號是互相參考,而非參考接地的信號。高壓差分探 頭實(shí)質(zhì)上是由兩個對稱的電壓探頭組成,分別對地有良好絕緣和較高阻抗,可以在更寬的頻 率范圍內(nèi)提供很高的共模抑制比,可將任意間的兩點(diǎn)浮接信號,轉(zhuǎn)換成對地的信號,主要用 于開關(guān)電源等行業(yè)測試

(3)       電流探頭是利用霍爾傳感器和感應(yīng)線圈實(shí)現(xiàn)直流和交流電流的測量,其工作原理是 把電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號,示波器采集電壓信號,再顯示成電流信號. 圖4 電流探頭圖片 電流探頭優(yōu)點(diǎn)是不用斷開供電線就可以進(jìn)行電流測量,典型應(yīng)用場合是系統(tǒng)功率測量、功率 因子測量、開關(guān)機(jī)沖擊電流波形測量等。主要缺點(diǎn)在于其小電流的測量能力受限于示波器的 底噪聲,所以小電流測量能力有限。

2、  如何選擇一款合適的電流探頭

(1)       阻抗匹配:探頭的輸入阻抗要與所用示波器的輸入阻抗匹配,以減小對被測電路 的負(fù)載作用。對于低輸入阻抗的示波器,應(yīng)選擇有源探頭或50Ω輸入阻抗的探頭;對于高輸 入阻抗的示波器,應(yīng)選擇×10的探頭。例如示波器的輸入阻抗是1MΩ/10pF,探頭輸入阻抗zui 好是10MΩ/1pF,這樣的探頭既有10倍的信號衰減,對被測信號的負(fù)載小,又能與示波器輸 入阻抗匹配。

(2)       帶寬:探頭的帶寬要等于或大于示波器的帶寬。若觀察純正弦信號,探頭帶寬等 于被測信號頻率的zui高值即可;若觀察非正弦信號,探頭帶寬應(yīng)容納被測信號的基波和zui重 要諧波分量。

(3)       上升時(shí)間:為地測量脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間,系統(tǒng)的上升時(shí)間(即示波 器和探頭上升時(shí)間之和)應(yīng)比被測信號上升時(shí)間快3-5倍。

總結(jié) 為保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,要求探頭對被測電路的影響zui小,且保持zui大的信號保真度傳送至示波器。若探頭以任何方式改變信號或被測電路運(yùn)行方式,示波器會看到實(shí)際信 號的失真結(jié)果,進(jìn)而可能導(dǎo)致錯誤的測量結(jié)果,或者誤導(dǎo)性的測量結(jié)果。只有與示波器和被 測電路都匹配良好的探頭才是您的*選擇!

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