示波器的探頭是連接被測電路與示波器輸入端的電子部件,它對示波器測試結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要,選擇如果不合適,再先進(jìn)的示波器也發(fā)揮不出作用。
最簡單的探頭是連接被測電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線。但是,復(fù)雜的探頭則由阻容元件和有源器件組成,于是探頭種類就多了,有源探頭、無源探頭、差分探頭、電流探頭……令人眼花繚亂。
本文就來理一理,看看不同的探頭究竟該如何使用。
1:1無源探頭
1:1無源探頭的等效電路
特點:它需要通過屏蔽線和示波器連接,示波器的輸入阻抗一般設(shè)為1MΩ。
輸入電容=示波器輸入電容+電纜浮游容量
適用對象:因為沒有分壓輸入信號,所以僅限于測量低頻小信號。又因輸入電容小于100pF,所以不推薦測量10MHz以上信號。
注意事項:被測電壓不能超過示波器的最大輸入電壓!
10:1無源探頭
1.中低頻無源探頭(DC-10MHZ)
10:1中低頻無源探頭的等效電路
特點:探頭可調(diào)電容實現(xiàn)分壓比達(dá)到10:1的分壓效果。
適用對象:1、測試直流~低頻(n kHz)信號,探頭阻抗9MΩ和示波器輸入阻抗1MΩ進(jìn)行10:1分壓。
2、測試中間頻率(nkHz~nMHz)信號
探頭電容10pF和示波器輸入電容 (屏蔽線電容+補(bǔ)償電容+探頭電容=90pF)實現(xiàn)10:1分壓。
2.高頻無源探頭(10MHZ以上)
10:1高頻無源探頭等效電路
特點:如上圖所示,探頭與示波器輸入回路組成等效回路。這是個非常復(fù)雜的分壓回路,要點是在全部帶寬范圍內(nèi),實現(xiàn)10:1穩(wěn)定分壓特性。
適用對象:測試高頻(10MHz以上)信號。
注意事項:即使是同一品牌,型號不同的示波器輸入等效回路也不盡相同,示波器初次使用前,需要對補(bǔ)償電容進(jìn)行調(diào)整。在10MHz以上的頻率范圍,使用非標(biāo)配探頭則無法保證示波器與探頭的最佳匹配,達(dá)到最佳測量效果。
100:1無源探頭
100:1無源探頭等效電路
特點:探頭前端(配合補(bǔ)償電容)和示波器并列得到100:1的分壓效果。
適用對象:1、測試直流~低周波(n kHz)信號。探頭前端電阻49.5MΩ和補(bǔ)償電容電阻1MΩ與示波器的1MΩ并列得到100:1的分壓回路。在補(bǔ)償電容內(nèi)加入分壓電阻是為了安全,尤其是在測試者接觸BNC接頭時。