是德示波器探測需要避免常見的陷阱（上）

　　理想情況下，所有示波器探頭都應該是一根不會干擾被測設備的導線。當連接到您的電路時，輸入電阻無限，電容和電感為零。這將準確地復制被測信號。但現實是，示波器探頭會給電路帶來負載效應。探頭上的電阻、電容和電感元件可能會改變被測電路的響應。

　　每個電路都不一樣，它們都有自己的電氣特性。因此，每次檢測設備時，都需要考慮示波器探頭的特性，并選擇對測量影響最小的探頭?？紤]的范圍包括從示波器輸入端到被測設備上特定連接點的完整連接，以及連接到測試點的任何附件或附加電線和焊接，以下就是德示波器為例和大家講講：

　　陷阱1-沒有校準探頭

　　探頭在交付給您之前已經校準了，但它們沒有校準示波器的前端。如果它們沒有校準示波器的輸入端，則無法得到測量結果。

　　示波器有源探頭

　　如果您的有源探頭沒有校準示波器，您將看到垂直電壓測量結果與上升順序（以及一些可能的扭曲）之間的差異。大多數示波器都有參考或輔助輸出功能，并配備指南來指導您完成探頭校準。

　　圖1顯示通道1上的SMA電纜和適配器輸入到示波器的50MHz信號。綠色痕跡是通過通道2上的有源探頭輸入到示波器的相同信號。請注意，通道1上的發生器輸出為1.04VPP（伏特峰峰值），通道2上檢測到的信號為965mV（毫伏）。此外，通道1與通道2之間的偏差高達3ms（毫秒），因此上升時間根本不能排成一行。

　　圖1：發生器輸出和檢測到的信號。

　　如果我們校準探頭，結果將大大改善。您可以在圖2中看到適當范圍和校準偏移的結果。范圍現在改為972mVPP，偏移已經糾正，兩個上升時間是一致的。

　　圖2：經范圍和偏移校準后。

　　示波器無源探頭

　　可調節探頭的可變電容器，使補償與正在使用的示波器輸入完美匹配。大多數示波器都有方波輸出，可用于校準或參考。檢查連接，檢查波形是否為方形。根據需要調整可變電容器，以消除所有的下沖或過沖。

　　技巧：示波器可能具有調節探頭補償的功能，您也可以手動更改。

　　將探頭校準到與示波器一致，以獲得被測信號最準確的表示。

　　陷阱2-增加探頭負載效應

　　只要探頭連接到示波器并與您的設備接觸，探頭就會成為電路的一部分。探頭對您設備的電阻、電容和電感負載效應會影響您在示波器屏幕上看到的信號。這些負載效應可能會改變被測電路的工作狀態。了解這些負載效應可以幫助您避免為特定的電路或系統選擇錯誤的探頭。探頭具有電阻、電容和電感特性，如圖3所示。

　　圖3：探頭的基本電路。

　　為了接觸到周圍環境太窄的探測點，可能需要嘗試添加長引線或電線。但是，為探頭添加附件或探針會降低帶寬，增加負載效應，導致頻率響應不再平坦。

　　一般來說，探頭的輸入線或引線越長，帶寬越大。窄帶寬的測量可能不會受到太大影響，但在測量寬帶寬時，特別是在1GHz以上時，需要仔細選擇探頭和附件。隨著探頭帶寬的減小，您將失去測量快速上升時間的能力。圖4顯示了示波器顯示的上升時間是如何隨著附件長度的增加而減慢的。為了進行最準確的測量，最好使用盡可能短的探頭。

　　圖4：不同探頭引線長度對應的探頭負載效應。

　　探頭的帶寬和精度應盡可能短。

　　此外，最好使用較短的接地線，因為它們越長，引入的電感就越多。保持接地線盡可能短，盡可能靠近系統接地點，以確?？芍貜秃蜏蚀_的測量。

　　技巧：如果必須在探針上添加導線才能接觸到難以到達的探測點，則最好為探針添加一個電阻，以減弱添加導線引起的諧振。添加長導線時，您可能無法解決帶寬限制問題，但您可以平滑頻率響應。為了確定要使用的電阻大小，可以檢測到已知的方波，如示波器上提供的參考方波。如果電阻設置正確，您將看到一個干凈的方波（除了其帶寬可能有限）。如果信號發生振鈴，請增加電阻大小。單端探頭只需在探針處增加一個電阻。如果您使用差分探頭，請為每根導線添加一個電阻。

　　圖5：在探頭上增加一個電阻，可以克服長探頭連接引起的諧振，減少振鈴和過沖。然而，它不能解決增加導線引起的帶寬限制。

　　利用電阻抑制長探頭引線引起的峰值。

　　陷阱3-未充分利用您的差分探頭

　　很多人認為只有在檢測差分信號時才使用差分探頭。你知道在檢測單端信號時也可以使用差分探頭嗎？這將為您節省大量的時間和金錢，并提高測量的準確性。最大限度地利用差分探頭，獲得**的信號保真度。

　　差分探頭可以與單端探頭測量相同，由于差分探頭在兩個輸入端共模抑制，差分測量結果的噪聲大大降低。這使得您可以看到被測設備信號的更好表示，而不會被檢測到的隨機噪聲誤導。

　　請查看下一頁圖6中的藍色單端測量信號和圖7中的紅色差分測量信號。由于單端探頭缺乏共模校正功能，藍色單端測量結果的噪聲遠高于紅色差分測量結果。

　　圖6：單端測量

　　圖7：差分測量

　　與單端探頭相同類型的測量可以進行差分探頭，但共模抑制功能顯著降低了其噪聲。