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示波器有源無(wú)源電壓探頭的區(qū)別及操作規(guī)程

時(shí)間:2020-04-26    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

示波器有源無(wú)源電壓探頭的區(qū)別

  一、無(wú)源電壓探頭
  
1、無(wú)源探頭
  無(wú)源探頭由導(dǎo)線和連接器制成,在需要補(bǔ)償或衰減時(shí),還包括電阻器電容器。探頭中沒(méi)有有源器件(晶體管或放大器),因此不需為探頭供電。無(wú)源探頭一般是最堅(jiān)固、性價(jià)比高的探頭,它們不僅使用簡(jiǎn)便,而且使用廣泛。
  2、高阻無(wú)源電壓探頭
  從實(shí)際需要出發(fā),使用較多的是電壓探頭,其中高阻無(wú)源電壓探頭占最大部分。無(wú)源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數(shù)1&TImes;,10&TImes;和100&TImes;。在這些無(wú)源探頭中,10&TImes;無(wú)源電壓探頭是常用的探頭。對(duì)信號(hào)幅度是1V峰峰值或更低的應(yīng)用,1×探頭可能要比較適合,甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信號(hào)混合(幾十毫伏到幾十伏)的應(yīng)用中,可切換1×/10×探頭要方便得多。但是,可切換1×/10×探頭在本質(zhì)上是一個(gè)產(chǎn)品中的兩個(gè)不同探頭,不僅其衰減系數(shù)不同,而且其帶寬、上升時(shí)間和阻抗(R和C)特點(diǎn)也不同。因此,這些探頭不能與示波器的輸入完全匹配,不能提供標(biāo)準(zhǔn)10×探頭實(shí)現(xiàn)的較優(yōu)性能。
  3、低阻無(wú)源電壓探頭
  大多數(shù)高阻無(wú)源探頭的帶寬范圍在小于100MHz到500MHz或更高的帶寬之間。而低阻無(wú)源電壓探頭(又稱為50歐姆探頭、Zo探頭、分壓器探頭)的頻率特性很好,采用匹配同軸電纜的探頭,帶寬可達(dá)10GHz和100皮秒或更快的上升時(shí)間。這種探頭是為用于50歐姆環(huán)境中設(shè)計(jì)的,這些環(huán)境一般是高速設(shè)備檢定、微波通信和時(shí)域反射計(jì)(TDR)。
  4、無(wú)源高壓探頭
  “高壓”是相對(duì)的概念。從探頭角度看,我們可以把高壓定義為超過(guò)典型的通用10×無(wú)源探頭可以安全處理的電壓的任何電壓。高壓探頭要求具有良好的絕緣強(qiáng)度,保證使用者和示波器的安全。
  二、有源電壓探頭
  1、有源探頭
  有源探頭包含或依賴有源器件,如晶體管。常見(jiàn)的情況下,有源設(shè)備是一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET),它提供了非常低的輸入電容,低電容會(huì)在更寬的頻段上導(dǎo)致高輸入阻抗。可以從下面的Xc公式中看出:
  2、有源FET探頭
  有源FET探頭的規(guī)定帶寬一般在500MHz、~4GHz之間。除帶寬更高外,有源FET探頭的高輸入阻抗允許在阻抗未知的測(cè)試點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量,而產(chǎn)生負(fù)荷效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)要低得多。另外,由于低電容降低了地線影響,可以使用更長(zhǎng)的地線。
  有源FET探頭沒(méi)有無(wú)源探頭的電壓范圍。有源探頭的線性動(dòng)態(tài)范圍一般在±0.6V到±10V之間。
  3、有源差分探頭
  差分信號(hào)是互相參考,而不是參考接地的信號(hào)。差分探頭可測(cè)量浮置器件的信號(hào),實(shí)質(zhì)上它是兩個(gè)對(duì)稱的電壓探頭組成,分別對(duì)地段有良好絕緣和較高阻抗。差分探頭可以在更寬的頻率范圍內(nèi)提供很高的共模抑制比(CMRR)。

標(biāo)簽: 示波器
示波器 示波器有源無(wú)源電壓探頭的區(qū)別_示波器

數(shù)字示波器的優(yōu)缺點(diǎn)和使用注意事項(xiàng)

  數(shù)字示波器是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級(jí)菜單,能提供給用戶多種選擇,多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的保存和處理。下面小編就給大家具體介紹一下它的優(yōu)缺點(diǎn)和使用注意事項(xiàng)吧!

數(shù)字示波器.jpg

  數(shù)字示波器的優(yōu)缺點(diǎn):
  優(yōu)點(diǎn):
  1、體積小、重量輕,便于攜帶,液晶顯示器。
  2、可以長(zhǎng)期貯存波形,并可以對(duì)存儲(chǔ)的波形進(jìn)行放大等多種操作和分析。
  3、特別適合測(cè)量單次和低頻信號(hào),測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)沒(méi)有模擬示波器的閃爍現(xiàn)象。
  4、更多的觸發(fā)方式,除了模擬示波器不具備的預(yù)觸發(fā),還有邏輯觸發(fā)、脈沖寬度觸發(fā)等。
  5、可以通過(guò)GPIB、RS232、USB接口同計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖儀連接,可以打印、存檔、分析文件。
  6、有強(qiáng)大的波形處理能力,能自動(dòng)測(cè)量頻率、上升時(shí)間、脈沖寬度等很多參數(shù)。
  缺點(diǎn):
  1、失真比較大,由于數(shù)字示波器是通過(guò)對(duì)波形采樣來(lái)顯示,采樣點(diǎn)數(shù)越少失真越大,通常在水平方向有512個(gè)采樣點(diǎn),受到最大采樣速率的限制,在比較快掃描速度及其附近采樣點(diǎn)更少,因此高速時(shí)失真更大。
  2、測(cè)量復(fù)雜信號(hào)能力差,由于數(shù)字示波器的采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒(méi)有亮度的變化,使得很多波形細(xì)節(jié)信息無(wú)法顯示出來(lái),雖然有些可能具有兩個(gè)或多個(gè)亮度層次,但這只是相對(duì)意義上的區(qū)別,再加上示波器有限的顯示分辨率,使它仍然不能重現(xiàn)模擬顯示的效果。
  3、可能出現(xiàn)假象和混淆波形,當(dāng)采樣時(shí)鐘頻率低于信號(hào)頻率時(shí),顯示出的波形可能不是實(shí)際的頻率和幅值。數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān),取樣率不高時(shí)需借助內(nèi)插計(jì)算,容易出現(xiàn)混淆波形。
  數(shù)字示波器的使用注意事項(xiàng):
  1、使用時(shí)通常要求被測(cè)量設(shè)備和測(cè)量設(shè)備都應(yīng)可靠連接參考地,若不能滿足條件時(shí)應(yīng)使用隔離系統(tǒng)做好良好的隔離后才能進(jìn)行測(cè)量,例如:可使用隔離變壓器,示波器可使用電池供電,使用隔離探頭等等。
  2、通常數(shù)字示波器配合探頭使用時(shí),只能測(cè)量(被測(cè)信號(hào)到信號(hào)地就是大地)信號(hào)端輸出幅度小于300VCATII信號(hào)的波形。絕對(duì)不能測(cè)量市電AC220V或與市電AC220V不能隔離的電子設(shè)備的浮地信號(hào)。
  3、通用示波器的外殼,信號(hào)輸入端BNC插座金屬外圈,探頭接地線,AC220V電源插座接地線端都是相通的。如果儀器在使用時(shí)不接大地線,直接用探頭對(duì)浮地信號(hào)測(cè)量,那么儀器相對(duì)大地會(huì)產(chǎn)生一定的電位差;電壓值等于探頭接地線接觸被測(cè)設(shè)備點(diǎn)與大地之間的電位差。這對(duì)儀器操作人員、示波器、被測(cè)電子設(shè)備都將帶來(lái)嚴(yán)重的安全威脅。
  4、用戶如須測(cè)量與市電AC220V不能隔離的電子設(shè)備進(jìn)行浮地信號(hào)測(cè)試時(shí),必須用高壓隔離差分探頭或示波器必須使用電池供電。

標(biāo)簽: 數(shù)字示波器
數(shù)字示波器 數(shù)字示波器的優(yōu)缺點(diǎn)和使用注意事項(xiàng)_數(shù)字示波器

選合適的示波器必參考的因素

  1、帶寬

  所有示波器都有一個(gè)在較高頻率上滾降的低通頻響。示波器帶寬是指正弦曲線輸入信號(hào)衰減到信號(hào)真實(shí)幅度70.7%的頻率,也就是-3dB點(diǎn)。您的示波器必須有足夠的帶寬,以便捕獲信號(hào)的所有相關(guān)頻率成分。如果您定期處理數(shù)字信號(hào),那么通過(guò)比較信號(hào)和示波器的上升時(shí)間指標(biāo),可以比較容易考察帶寬。使用的示波器的上升時(shí)間指標(biāo)應(yīng)該比信號(hào)上升時(shí)間快五倍,以使誤碼保持在2%以下。

  2、采樣率

  示波器采樣速度越快,分辨率就越高,顯示的波形細(xì)節(jié)也就越好,關(guān)鍵信息或事件丟失的可能性也越小。推薦最低5倍過(guò)采樣,以保證捕獲信號(hào)細(xì)節(jié),避免出現(xiàn)假信號(hào)。

  準(zhǔn)則:采樣率>5x(最高的頻率成分)

  3、記錄長(zhǎng)度

  記錄長(zhǎng)度是示波器在一次采集中可以數(shù)字化和存儲(chǔ)的樣點(diǎn)數(shù)量。由于示波器只能存儲(chǔ)數(shù)量有限的樣點(diǎn),所以波形時(shí)長(zhǎng)或捕獲的“時(shí)間”長(zhǎng)度與示波器的采樣率成反比。記錄長(zhǎng)度越長(zhǎng),以高分辨率捕獲的時(shí)間窗口越長(zhǎng)。

  準(zhǔn)則:捕獲的時(shí)間=(記錄長(zhǎng)度)/(采樣率)

  4、數(shù)字通道和頻譜分析儀輸入

  當(dāng)今示波器為在系統(tǒng)級(jí)調(diào)試復(fù)雜設(shè)計(jì)不僅僅提供了模擬通道。如果您需要分析一條并行總線或多條串行總線,MSO系列混合信號(hào)示波器為一次分析多個(gè)信號(hào)提供了16條數(shù)字通道及較多4條模擬通道。

  如果您正在處理RF信號(hào),MDO系列混合域示波器提供了內(nèi)置頻譜分析儀,能夠以時(shí)間相關(guān)的方式分析模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)和RF信號(hào)。

  5、特性和分析功能

  示波器提供了廣泛的特性和分析功能。在選擇示波器時(shí),應(yīng)考察提供的觸發(fā)功能、波形搜索工具、自動(dòng)測(cè)量功能及分析軟件包,如串行總線分析、抖動(dòng)和電源分析,確保滿足您的需求。

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示波器標(biāo)簽: 選合適的示波器必參考的因素_示波器組合標(biāo)題:

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