探头是如何加重电路负载
示波器探头的使用往往会改变被测电路的工作状态。的确,我们都磁到过这样的情形:当用探头测试电路时,电路工作正常,而一旦将探头移开,电路的功能就会紊乱。这是一种常见的现象,也正是我们要讨论的由示波器探头引起的电路负载效应问题。
当探头使电路的负载过重时,预期波形会如何变化呢?电路特性的变化主要由以下三个因素决定:
被测数字信号的转换频率
被测电路在转折频率点的源端阻抗
示波器探头在转折频率点的输入阻抗
我们姑且认为典型的数字信号源端阻抗范围从10欧到75欧,现在只需要研究示波器探头与频率的关系特性。图3.11显示了3种典型示波器探头的输入阻抗。
1、0.5PF,1KΩ输入阻抗的10倍无源探头。
2、1.7PF,10MΩ输入阻抗的10侪FET有源输入探头。
3、10PF,10MΩ输入阻抗的10倍无源探头。
参见图3.11,在我们关注的上升时间范围内,探头的并联电容越高,阻抗会越低。在高频时,只有并联电容比较重要。
如果我们想让探头对被测电路的影响不大于10%,探头的阻抗应该至少110倍被测电路的源端阻抗。对于任何上升时间小于5NS的场合,10PF的探头都无法满足要求。
例:探头加载
参见图3.12,我们通过一个50欧阻抗的长传输线,将信号源连接到一个50欧的端接器在端接位置连接一个感应探头,该探头由一个1KΩ的电阻和一条5Ω阻抗的RG-174短同轴电缆组成。这个感应同轴电缆的另一端接到一台高速采样示波器的50Ω端接的输入端上。
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