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无源探头接地线的影响都有哪些

2021年04月25日 14:41 次阅读

无源探头以其坚固耐用、价格低廉的优点,被工程师广泛应用在各种测试中,无源探头的带宽介于几百MHz到1GHz之间,该规格是在工厂用具有特定接地电感和源阻抗的专用测试夹具获得的。这些探头配有测量时需要使用的接地线,接地线的方式可能会对探头的实际带宽和响应产生重大影响。

探头的手册中会显示探头的输入电阻和输入电容,对于500MHz带宽的探头,典型值为C = 9.5 pF,R = 10 M欧姆,但是手册中缺少的一个指标是接地线电感,这是因为人们可选择的示波器探头接地方式有很多种,相互之间差异很大。

pIYBAGCBGWmASJ-rAABjQkSyD_c082.png

带有长接地线的无源探头等效电路模型

最常用的探头接地方法是使用末端为鳄鱼夹的长地线,这可能会产生大于200nH的接地回路电感,这会极大地影响探头的性能。但在大多数情况下,人们使用的接地线是长鳄鱼夹线,这对探头的带宽和频率响应带来影响。为了改善探头的实际带宽,须选用一些特殊的无源探头附件来改善R和L。比如使用刀片状地线或弹簧状地线。另外改善电路环路也很重要,比如探头就近连接低感抗的地,下图使用铜箔,为探头提供了一个优质的地连接点。

为了进一步验证地线效应对测量的影响,我们使用两种地线方式来测量同一个5MHz方波信号,连接图如下:

pIYBAGCBGZmAdZRzAAEXrncN1ys977.png

测试结果显示长地线的电感效应引起了方波震荡。

结论:示波器无源探头对地线的感抗和被测电路的源阻抗非常敏感。在用无源探头连接被测物时要特别考虑这个因素。

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