理想状态下,V_means应该等于V_source,但是实际上示波器和探头肯定会影响到信号幅度,所以大多数应用,示波器及探头会有很大的输入阻抗。比如我们通常用的低速单端探头一般会有10M欧姆的输入阻抗。而通常的信号接口走线会采用50欧姆,10M欧姆的探头输入阻抗就会对被测信号产生比较小的影响。另外对于电源信号,被测信号的源端阻抗会更低,甚至是几个毫欧。
探头引线电感,探头输入端还会受到电感的影响。探头的输入电阻和电容都比较好理解,探头输入端的电感却经常被忽视,尤其是在高频测量的时候。电感来自于哪里呢?我们知道有导线就会有电感,探头和被测电路间一定会有一段导线连接,同时信号的回流还要经过探头的地线。通常1mm 探头的地线会有大约1nH 的电感,信号和地线越长,电感值越大。探头的寄生电感和寄生电容组成了谐振回路,当电感值太大时,在输入信号的激励下就有可能产生高频谐振,造成信号的失真。所以高频时需要严格控制信号和地线的长度,否则很*产生振铃。
在这种场景下,我们通常将探头和示波器组成的系统简化为一个R,L,C模型,然后把这个模型和被测电路放到一起分析。 被测电路以及系统模型如下图所示:
示波器测量简化等效电路图探头技术指标
我们通过谈论这个简化的模型中的各元素来看看探头的一些技术指标。
需要注意的是,由于传输线探头的低阻抗,它的负载效应会比较明显。因此,此类探头仅适用于与低输出阻抗(几十至100欧姆)的电路。对于更高输出阻抗的电路,我们可以选择使用高阻有源探头的方案,将在后续详述。
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