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测量高频信号时千万别用鳄鱼地线

2017年05月17日 16:31 次阅读

对于高频信号测量时,探头的鳄鱼接地线是万恶之源,无论多好的仪器都无法发挥价值,这是为什么呢?

1、高频晶振实测对比

我们先来感受一下,探头地线长与短其测量结果有何不同。

以晶振信号测量为例,如图1所示为常规的鳄鱼线接地测量方法,可看到信号过冲严重伴随振荡,和想像中的方波不一样。而图2所示的短地线弹簧接地测量方法,波形端正不少,显然资深工程师的方法没错。

图1 常规(鳄鱼线)测量方法(错误)

图2 短地(弹簧地)测量方法(正确)

2、核心区别:电感

种种迹象表明凶手就是“地线”那证据在哪呢?

且看图解,如图3所示为示波器使用探头进行信号测量理论上的等效模型。探头与示波器组成具有一定输入电阻和输入电容的测试设备;被测量信号等效为具有一定内阻与工作负载的源。

图3 理论测量等效模型

由于地线是一根导线,因此它有一定数量的分布式电感,线越长电感则越大。常规的测量方法就会由鳄鱼线引入分布式感,此时它的等效模型如图4所示的LG电感,这一电感将与探头电容相互影响,在LG和CP值确定的某个频点上形成谐振,导致减幅振荡现象的产生。

图4 长地线(鳄鱼线)测量等效模型

谐振点在频域及时域的影响如表1中所列图示。其中短地线(弹簧地)测量用图3所示模型分析;长地线(鳄鱼线)测量用图4所示模型分析。

可以发现,长地线测量对应的时域响应,其特征和我们前面常规(鳄鱼线)测量的波形相似,也验证了理论分析的正确性。

探头地线在电路中增加了分布电感;地线越长,电感越大,与探头的电容形成谐振频点,会在快沿脉冲上产生明显过冲减幅振荡。因此测量高频信号时,探头接地线越短越好。

总结

高频信号测量时不能只盯着仪器,一定要留意地线,越短越好,宁可自己焊一段短的导线,您也千万别用鳄鱼地。

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单片机晶振被过分驱动引起的问题,晶振被过分驱动会渐渐损耗晶振的接触电镀从而引起晶振频率的上升。我们可...

发表于 2017-12-06 11:36 1925次阅读
晶振经常遇到的问题及处理方法及特别注意事项详解

51单片机应用中5个常见问题总结

51单片机一个显著优点就是指令执行时间固定,因此可以适应时序要求严格的场合。例如符合ISO7816协...

发表于 2017-12-06 09:53 1647次阅读
51单片机应用中5个常见问题总结

最新的高频模块设计的AWR白皮书提供下载(你还...

AWR Corporation 总是能迅速提供一系列射频/微波设计流程相关的白皮书。这次最新提供的是...

发表于 2017-12-06 09:21 120次阅读
 最新的高频模块设计的AWR白皮书提供下载(你还...

高频微波印制板和金属铝基板简单介绍兴起的详细分...

这二三年,在我们这个行业里,最时髦的技术和产品是HDI(高密度互连)、Build-up Multil...

发表于 2017-12-06 08:04 457次阅读
 高频微波印制板和金属铝基板简单介绍兴起的详细分...

单片机没了晶振会怎样?

单片机到底是什么呢?简单来说,它就是一个微型计算机系统。然而麻雀虽小,五脏俱全。

发表于 2017-12-05 16:41 963次阅读
单片机没了晶振会怎样?

单片机最小系统的组成详解(电源、晶振、复位电路)

单片机最小系统,也叫做单片机最小应用系统,是指用最少的原件组成单片机可以工作的系统。单片机最小系统的...

发表于 2017-12-02 10:14 5275次阅读
单片机最小系统的组成详解(电源、晶振、复位电路)

开关电源用于非高频电路的详细分析和结论

1、一般整流、滤波、串联(并联)稳压电路输出的直流电压、电流,其纹波电压的频率是100HZ; 2、这...

发表于 2017-12-02 08:18 133次阅读
 开关电源用于非高频电路的详细分析和结论

铷钟与晶振的区别解析

时钟源材质基本上都是石英晶振,给石英施加交变电压便会产生规律的正弦波。少数顶级电路会采用铷钟,铷钟的...

发表于 2017-11-29 17:50 304次阅读
铷钟与晶振的区别解析

晶振的ESR与Rr有什么区别?

指晶体元件在谐振频率处的等效电阻,当不考虑C0的作用,也近似等于所谓晶体的动态电阻R1或称等效串联电...

发表于 2017-11-29 16:49 287次阅读
晶振的ESR与Rr有什么区别?

三相四线制中零线接地线怎么接,三相四线制供电原理

三相四线制,在低压配电网中,输电线路一般采用三相四线制,其中三条线路分别代表A,B,C三相,另一条是...

发表于 2017-11-29 15:54 2878次阅读
三相四线制中零线接地线怎么接,三相四线制供电原理

如何埋设地线?接地线埋设深度是多少?

水平接地材料埋设于冻土层以下,因为土结冻时候它的电阻率会直线上升,一般考虑冻土层0.8m厚(根据当地...

发表于 2017-11-29 10:08 5009次阅读
如何埋设地线?接地线埋设深度是多少?

晶振的PCB设计在智能产品中的问题分析与解决方法

我们常说的晶振,是石英晶体振荡器和石英晶体谐振器两种,他们都是利用石英晶体的压电效应制作而成。在石英...

发表于 2017-11-27 16:39 846次阅读
晶振的PCB设计在智能产品中的问题分析与解决方法

PCB布局布线时我设置了地线的宽度的规则为什么没...

 根据分析电路电流获得网络的回路电流,然后针对网络地线来决定地线宽度。但是尽量加宽电源、地线宽度,最...

发表于 2017-11-26 11:12 476次阅读
PCB布局布线时我设置了地线的宽度的规则为什么没...

浅谈为什么大电容滤低频小电容滤高频的问题

今天去某知名外企面试,问到了关于滤波电容时,为什么滤高频选择小电容而滤低频选择大电容的问题,面试官当...

发表于 2017-11-26 11:08 804次阅读
浅谈为什么大电容滤低频小电容滤高频的问题

多方面了解晶体和晶振的区别(定义 参数 电路 分...

晶振是有源晶振的简称,又叫振荡器。英文名称是oscillator。晶体则是无源晶振的简称,也叫谐振器...

发表于 2017-11-24 09:43 864次阅读
多方面了解晶体和晶振的区别(定义 参数 电路 分...

外部晶振的使用原因与内部RC振荡器的使用方法

晶振一旦封装进芯片内部, 频率也固定死了,想再更换频率的话,基本也是不可能的了,而放在外面, 就可以...

发表于 2017-11-23 08:40 1078次阅读
外部晶振的使用原因与内部RC振荡器的使用方法

高频旁路电容器作用及工作原理

在电子仪器中,从某一装置输出的交变电流经常有高频成分与低频成分(比如音频的高音信号与低音信号)。这时...

发表于 2017-11-20 11:08 727次阅读
高频旁路电容器作用及工作原理

无源晶振起振条件及其工作原理

无源晶振别称为石英晶体谐振器,实质为石英晶体谐振器。晶振:指的是石英晶体谐振器和石英晶体振荡器的统称...

发表于 2017-11-19 09:43 3267次阅读
无源晶振起振条件及其工作原理