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示波器的探头是怎么工作的?

导读: 示波器一般都是较高的输入阻抗,以降低对被测电路的影响。所以你会在探头BNC接口的后面看到一个1M欧姆的电阻或类似的电路。这样有好处也有缺点,外部较小的电容值也会使得输入处形成一个滤波器,从而使得被测波形失真。

在进行电子制作的时候,我们免不了要使用各种各样的测试仪器,而其中比较常用的的一种就是示波器了。使用示波器的时候,我们使用探头来测量时间、频率和电压值等物理量。但是你是否有想过,探头是如何测量这些物理量呢?

要想弄明白这个问题,我们就必须要先将示波器探头拆开,来看一看里面都有些什么东西。在连接示波器的一段,是一个BNC接口,如果你不用BNC接头而是直接用两根线将信号引入示波器的话,你会注意到信号发生失真,一个方波进去,显示出一个锯齿波!这是为什么呢?

示波器一般都是较高的输入阻抗,以降低对被测电路的影响。所以你会在探头BNC接口的后面看到一个1M欧姆的电阻或类似的电路。这样有好处也有缺点,外部较小的电容值也会使得输入处形成一个滤波器,从而使得被测波形失真。如何解决这个问题就要看探头的处理方式了!

一般来说,示波器的探头都会用一个并联的可调电容器来抵消掉这部分线缆的影响。有些补偿电容器可以让我们自己调节,并选择最好的效果。示波器上都会有一个方波源,我们将探头钩在信号源上,并调节电容器以使得屏幕上显示出来的方波成为最标准的“方波”。电容量过大会使得探头形成低通滤波器,而相反则变成高通滤波器。因此要仔细调节才行。

未调整好的探头测试到的方波

而探头上一般还会有一个衰减器,对被测信号进行衰减。其倍数一般为10倍。1V的信号进去,显示出100mV。部分示波器可以自动识别探头的状态并显示正确的数值。

探头利用高阻抗的特性来保证电路不受到测量部分的干扰,但有些时候我们需要以低阻抗的测试方式来对某些电路进行测量。比如50欧姆阻抗的射频输出电路,对于有50欧姆阻抗测量功能的机器来说,这就是按一下按键的问题;但是对于普通的示波器来说,这时候探头就不适合测量了。你需要用BNC三通和50欧的末端电阻来进行匹配,并在另一端直接连接到50欧姆的输出端。

对于很多爱好者来说,这些内容都是非常简单却又很少去思考的问题。其实我们身边的测量仪器都是一样,日常使用时我们很少去注意他们的原理,但你想把他们用好?需要一番思考!


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