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示波器探头的工作原理

示波器是我们电子工程师的左膀右臂,把示波器玩好玩精是我们的必备技能之一。对于探头,我们常用它来测量时间、频率和电压值等物理量。而古人早就教育我们不仅要知其然,更要知其所以然。因此仅仅会玩是不够的,弄清楚探头的工作原理对于更好地使用示波器来说更是尤为重要。接下来prbtek为您分享:

要想弄明白这个问题,首先我们先看看示波器的设计原理:

波形首先要通过探头,经由前端的放大器进行放大,之后由模数转换单元进行转换,进而存储到采集内存中,然后显示到显示器上。

然后我们将示波器的探头拆开,来看一看里面的构造。在连接示波器的一端有一个BNC接口,如果你不使用BNC接头而是直接用两根线将信号引入示波器的话,你会看到到信号发生了失真,一个方波进去,显示出的却是锯齿波!这究竟是什么原因呢?

示波器一般输入阻抗都比较高,为了降低对被测电路的影响。因此你会在探头BNC接口的后面看到一个1M欧姆的电阻或类似的电路。这样外部较小的电容值也会使得输入处形成一个滤波器,从而使得被测波形失真。如何解决这个问题就要看探头的处理方式了!

一般来说,示波器的探头都会用一个并联的可调电容器来抵消掉这部分线缆的影响。有些补偿电容器可以让我们自己调节,并选择最好的效果。示波器上都会有一个方波源,我们将探头钩在信号源上,并调节电容器以使得屏幕上显示出来的方波成为最标准的“方波”。电容量过大会使得探头形成低通滤波器,而相反则变成高通滤波器。因此要仔细调节才行。

而探头上一般还会有一个衰减器,对被测信号进行衰减。其倍数一般为10倍。1V的信号进去,显示出100mV。部分示波器可以自动识别探头的状态并显示正确的数值。

探头利用高阻抗的特性来保证电路不受到测量部分的干扰,但有些时候我们需要以低阻抗的测试方式来对某些电路进行测量。比如50欧姆阻抗的射频输出电路,对于有50欧姆阻抗测量功能的机器来说,这就是按一下按键的问题;但是对于普通的示波器来说,这时候探头就不适合测量了。你需要用BNC三通和50欧的末端电阻来进行匹配,并在另一端直接连接到50欧姆的输出端。

对于电子爱好者来说,看似简单的测量仪器,日常使用时我们却很少去注意他们的原理,看来想把它用好,还需要进一步思考才行。

以上内容由普科科技PRBTEK分享,如果您在使用过程有什么问题,咨询普科科技官网:www.prbtek.com

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