X10示波器探头的重要性

2015-05-20 11:30:21来源: ednchina
X10示波器探头的重要性

 

 

也许你经历过这种情况:你用触发器构建了一个简单的数字电路,比如行波计数器,它似乎工作OK。但一旦你用示波器去看其中一个Q输出,有趣的事情发生了。你看不到你期待看到的,计数器甚至停止了工作。发生什么了?

答案肯定在你的示波器探头。也许你没有用实际的示波器探头,只是用了一段同轴电缆,一端是BNC接头,一端是一对鳄鱼夹。看低频正弦波时它可能工作得很好,但对数字电路则不行。

问题在这里:那段同轴电缆有一定的电容(典型的是50pF/英尺)和电感,但只有很小的电阻。因此这是一个有很小阻尼的谐振电路。试图让有着快速上升沿的数字信号通过它,就像用锤子敲钟。电缆会“振铃”。

“振铃”时,施加在探头输入端的信号会沿着电缆前进,到另一端反射,返回到探头输入端,移相,叠加在你试图测量的信号上。结果就是在你连接电缆的点造成了瞬态:上下振动的非常窄的电压尖峰。

再看你的数字电路,由于在计数器中间造成了电压尖峰,致使触发器改变状态。很明显一个输入尖峰会翻转你的触发器,但输出端的尖峰也会造成触发器翻转。解决办法就是用真正的示波器探头而不是用同轴电缆。通常你需要一个适当调整的X10探头。探头可以X1或X10.一般来说,探头有个开关,你可以在X1模式和X10模式间转换。

示波器探头是通过增加电阻来减少振铃的。X1探头比一段同轴电缆好,但X10探头比X1探头更有效。X10探头可以减少电容至1/10,缺点就是也减少信号至1/10.这就是说,到达探头尖端的信号只有1/10到达示波器。

 

上图是X10探头的内部电路。你可以看到,其实那就是一个分压器。适当选择Rp和Cp值,使之和示波器输入阻抗形成10:1的分压器。假设示波器的输入电阻是1M欧,输入电容是100pF,那么Rp就是9M欧,Cp是9pF(记住:C小X大)。Cp是可调的。这就可以调整电缆对快速上升信号的反应。Cp可以用小的螺丝起子调整。它可能位于探头那端,或者连接示波器的那端。

大部分示波器在前面板上有“调整输出”。它可以输出方波供探头测试。调整Cp,直到方波上升沿看上去像图2所示。

 

Fig. 1, 2, 3 -欠补偿-正确补偿-过补偿

现在再看你的数字电路的信号,触发器不会翻转了。同样,如果你用频率计来测量信号频率,同轴电缆的振铃会让测量结果错误。解决办法同样是X10探头。 

关键字:X10  示波器  探头

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0520/article_11843.html
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