不要轻易扔掉无源探头

2015-06-18 13:12:23来源: eefocus

 

     在当前的高速电路领域中,有源电压探头已经成为连接信号的“必经”工具。有源探头提供了更宽的带宽和更低的电容负荷,成为测量高频信号或高阻抗电路的很好选择。在测量较低频率范围内的频率时,它们通常是首选探头,这也是因为中等带宽示波器标配的无源探头通常性能较差。

                                 

泰克公司提供100多种示波器探头和探针,最高带宽达20GHz

    但技术发展的步伐永远没有停顿,无源探头技术也不例外。示波器电路内部、探头带宽提高、输入电容以及自动探头补偿技术的发展,这些因素相结合,把传统无源探头的劣势转化成了优势。

    在历史上,通用无源探头对坚固耐用的重视要超过对性能的重视。这种矛盾长期来一直存在,因为这些探头主要用来观察低速信号。这种矛盾一直没有得到解决,因为创建一种坚固耐用、高性能、而又能够测量数百伏电压的探头面临着重大的设计挑战。

    有源探头最低带宽一般为 1GHz,测量电压低于20V,缺乏无源探头的强健性。无源探头带宽一般为500 MHz以下,测量数百伏电压,坚固耐用。在新型无源探头技术中,无源探头提供了高达1 GHz的带宽,同时仍能保持高压测量功能及日常使用所需的坚固性。

                                   

泰克TPP1000无源探头提供1 GHz 模拟带宽以及小于4 pF 的电容负荷

    探头在探头尖端数据中提供的输入电容和输入电阻非常重要,因为它们影响着被测电路。在外部设备(如探头)连接到测试点时,它在信号源上会再现为额外的负荷,从电路吸收电流。这种负荷或吸收的信号电流会改变测试点后面的电路操作,改变测试点上看到的信号。理想的探头拥有无穷大的阻抗,但事实上这是不可能的,因为探头必须吸收部分少量信号电流。

    探头的挑战在于把负荷保持在尽可能低的水平。最大的问题是探头尖端的电容。对低频来说,这个电容拥有非常高的电抗,对被测电路很少或没有影响。随着频率提高,电容电抗下降,频率越高,电容负荷越高。电容负荷影响着测量系统的带宽和上升时间特点,降低了带宽,提高了上升时间。新的无源探头在探头尖端提供了<4pF输入电容,而标准无源探头提供的输入电容一般≥9.5 pF。通过这些新型无源探头,用户现在可以连接更长的地线,而不会由于使用更高输入电容的探头而使信号劣化。

     由于示波器和探头的电路捆在一起,新的无源探头的建立时间会明显下降。以前,由于探头和示波器输入特点变化,通用无源探头要求低频补偿。人们通常会忘记或跳过这一步,导致信号采集不准确。新型无源探头可以完成自动低频和高频补偿,其时间要短于手动调节标准无源探头进行低频补偿。一般来说,用户只需从示波器设置菜单中选择补偿程序即可,非常简单。

    在大家争相恐后地转向无源探头前,可能有必要重新考量最新的无源探头。由于比以前的型号提供了更低的输入电容和更宽的带宽,新型无源探头弥补了通用无源探头和价格较高的有源探头之间的市场空白。

关键字:无源探头

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0618/article_12028.html
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