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如何選擇示波器探頭來捕獲高速信號
來源: | 作者:泰勤科技 | 發(fā)布時間: 2022-04-29 | 3783 次瀏覽 | 分享到:
本文介紹了如何選擇示波器探頭來捕獲高速信號:在高速傳輸數(shù)據(jù)時,示波器探頭與被測電路接觸會引起寄生效應(yīng),從而導(dǎo)致被測波形出現(xiàn)嚴(yán)重異常。若要獲得精確的測量結(jié)果,探頭必須捕獲信號并提供最真實的信號顯示,在其頻率范圍內(nèi)不能增添額外的負(fù)載,或使信號源發(fā)生變化。既然我們知道了準(zhǔn)確捕獲信號的帶寬要求,那么如何確定示波器和探頭的系統(tǒng)帶寬呢?

F = 0.5/(上升時間)

通常,估計的頻率稍高于實際頻率。

數(shù)字信號還具有非常大的 3 階和 5 階頻率諧波。這些高頻分量的衰減將導(dǎo)致上升時間和下降時間測量結(jié)果慢于實際時間。因此,為了提高上升時間和下降時間測量的精度,您應(yīng)該選擇帶寬是數(shù)字信號上升時間頻率三倍或五倍的示波器和探頭。

帶寬和上升時間注意事項

既然我們知道了準(zhǔn)確捕獲信號的帶寬要求,那么如何確定示波器和探頭的系統(tǒng)帶寬呢?

所有類型的探頭都有帶寬極限值,因此存在一個可以通過探頭的固有最短信號上升時間, 該時間可以通過下列公式來計算:

上升時間 = 0.35/ 帶寬

上升時間是指波形從最終值的 10% 轉(zhuǎn)變?yōu)?90% 時所需要的時間。探頭的最短上升時間和下降時間(在探頭特性中有詳細(xì)說明)表示當(dāng)輸入信號為上升時間等于零的階躍信號時,探頭輸出信號的上升時間和下降時間。通過觀察 1158A 探頭輸入和輸出信號可以看到這一點(圖 12)。

圖 12. 探頭的最短上升時間會影響測量結(jié)果。

and Rise Time

示波器還會有獨立的帶寬和上升時間極限值。通常認(rèn)為示波器和探頭的帶寬大小應(yīng)該相等。但是,示波器帶寬和探頭帶寬的關(guān)系并非如此簡單。

示波器和探頭組成測量系統(tǒng),該系統(tǒng)的傳輸響應(yīng)將包含探頭傳輸響應(yīng)和示波器傳輸響應(yīng)。這些響應(yīng)組合將決定測量系統(tǒng)的上升時間和帶寬,通??捎梢韵鹿接嬎愕贸觯?/p>

這些公式適用于計算示波器和探頭響應(yīng)按照高斯定律衰減時的系統(tǒng)帶寬和上升時間(圖 -13)。

如果該響應(yīng)不符合高斯定律,您必須更深入地查看探頭響應(yīng),從而獲悉信號如何從探針傳輸?shù)绞静ㄆ鬏斎攵?。只要探頭響應(yīng)平坦,即 Vout/Vin = 0-dB,傳輸?shù)绞静ㄆ鬏斎攵说男盘柧团c探針輸入信號完全相同。

圖 13. 高斯傳輸響應(yīng)與 1158A 探頭迅速衰減響應(yīng)的對比。

帶寬和上升時間注意事項

是德科技秉承實現(xiàn)最大響應(yīng)平坦度的理念開發(fā)了 1156A/57A/58A 探頭。圖 -14 顯示了這些探頭的傳輸響應(yīng)。

圖 14. 1156A(1.5-GHz)、1157A(2.5-GHz)和 1158A(4-GHz)探頭的傳輸響應(yīng)。

有關(guān)其他更高帶寬型號的信息,請登錄 Home,查找推薦的有源探頭。

表 1. 推薦的配置可以最大限度提高測量系統(tǒng)的帶寬。

表 -1 提供了推薦用于 In?niium 示波器,實現(xiàn)最大測量系統(tǒng)帶寬的探頭的相關(guān)信息。您將注意到由于探頭的傳輸響應(yīng)在 In?niium 示波器的整個帶寬范圍內(nèi)保持平坦?fàn)顟B(tài),所以它不會降低系統(tǒng)帶寬。