如何判断高带宽测量探头的质量

2012-03-23 16:41:38来源: eefocus

示波器探头有两个重要的性能问题需要考虑,即探头对被测信号的影响和干扰有多大,以及探头能多好地反映实际信号。为了得到最佳性能,通常需要保持尽可能短的探头连接,但有时做不到这一点,因此需要了解各种探头及其附件配置的性能,懂得各项指标间的均衡。

想了解探头如何干扰被检测的信号,需要测量探头输入阻抗的影响;而想了解探头能多好地反映出被测真实信号,则需要测量探头的响应或VOUT?VIN

 

 图1表示进行这两种测量的测试装置,既可使用三端口网络分析仪在频域进行测量,也可使用高速阶跃脉冲源和双通道示波器时域进行这些测量。无论使用哪种仪器,都是由信号源通过50Ω传输线驱动网络分析仪或示波器的一个输入,探头输出VOUT接到第二个输入,探头输入接到一个50Ω直通夹具,然后采用某种探头附件测量VIN,它即代表了探头输入。使用带探头的示波器可以进行定性分析,但要精确评估探头性能,还应使用高带宽取样示波器。

 把探头接至50Ω直通夹具,通过观察探头上的VIN如何变化,能够确定探头输入阻抗对信号的影响。对于这项测量,可能更感兴趣的是时域影响。

 图2a表示较差的探头输入阻抗对1.2GHz时钟信号的影响。VSRC是没有通过探头的信号,VIN是使用探头连接的信号,显然此时探头对信号有严重的干扰,这样的探头配置可认为是不能接受的。作为比较,图2b显示了用较好的探头进行同样测量的结果,此时探头对信号的干扰要小得多,因而能适应测量的需求。

 可以通过计算VOUT与VIN之比评估探头响应,为精确表示输入信号,在规定带宽内探头应有平坦的响应,这时测量应使用频域方法。HSPACE=12 ALT="图2:探头输入阻抗对1.2GHz时钟信号的影响。A)质量较差探头的负载影响。B)质量较高探头的负载影响。

图3a显示了较差的探头响应,在观察具有快跳变沿的信号时,1.8GHz处的+3dB峰值将导致相当大的过冲和振铃。有的厂家通过专门设计使探头频响具有尖峰响应,以补偿探头输入阻抗造成的信号损耗,这种做法有可能使你误认为信号看来不错,但实际上探头已大大衰减了被测信号,从而掩盖了探头尖峰响应造成的误差。作为比较,图3b显示了较好探头的响应,到2GHz时探头响应一直是平坦的,然后在预期的3.5GHz带宽点产生-3dB衰减。

 本文总结

 为了用示波器精确测量高带宽信号,所使用的探头一定不能对被测信号有明显的影响和干扰,严重的干扰可能会导致原本正常的电路工作不正常,或使原本质量不错的信号在示波器上看来很差。探头必须不仅要能精确复现被测信号,同时还要把对被测信号的影响降到最低。用本文提供的测量装置可精确评估探头配置,从而使你更有信心地进行高带宽信号测量。

关键字:高带宽  测量探头  探头连接

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0323/article_4870.html
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