保障系统信号完整性测量,您必须知道的探头ABC

2015-06-18 16:22:16   来源:eefocus   

关键字: 保障系统  信号完整性  探头

      如果您把一个电阻器、一个电容器、甚至一根导线焊接到电路上,您是否预想到这些元件会影响电路中该部分的信号?当然,您想得到。这些元件影响着信号幅度,降慢信号速度,影响信号形状。同样,每只示波器探头都有一定的电容。每只示波器探头都有一个电阻值。每只示波器探头都将影响测量点上的信号。这不是探头会不会改变信号的问题,而是改变多少的问题。

 

      理想的探头将以完美的保真度捕获任何信号,对被测电路没有侵入性。对探头设计人员的要求似乎很明确:超高带宽,宽动态范围,不影响被测信号。我们将考察下述主题及其对带宽、上升时间和阶跃响应的影响。

      1)不同要求,不同探头

      2)探头带宽和上升时间

      3) 短引线及选择适当的附件

 

不同要求,不同探头。

      探头用于许多不同环境中,用来根据各种行业标准执行测试。例如,测量电源应用中的高压要求遵守安全认证标准。这种测量要求机械坚固的探头,且要有非常大的动态范围,但这些探头不要求高带宽。而现代串行标准等应用则要求测量工具使用精密部件,拥有高带宽及低动态范围。

 

      必须认识到,示波器探头是为不同目标市场设计的,这会影响探头的设计要求。对变化的测量环境,探头有不同的带宽功能。在为测量确定适当的探头时,要确保探头拥有足够的带宽。多少带宽才算足够呢?让我们看一下。

 

探头带宽和上升时间

 

带宽

      带宽是示波器探头设计的频率范围。例如,100MHz示波器探头指定用于在最高100MHz的所有频率上执行测量。但是,探头捕获信号的能力在指定频率范围内是变化的。事实上,每个探头制造商都假设在最大指定带宽上,探头的频响下降3dB。在超过3dB点的频率上,信号幅度会过度衰减,测量结果可能不能预测。

 

上升时间

      带宽描述了频域特点,但没有提供探头和示波器复现复杂波形形状随时间变化的完整画面。为获得完整信息,阶跃响应在获得时域特点中至关重要。这种检定能力通过探头的上升时间值提供,其中通过评估系统对速度超过测试系统能力的阶跃输入的响应,来获得上升时间。

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                        图1. 长引线可能会导致非常不同的测量结果。

[图示内容:]

33 ps Rise Time: 33 ps上升时间

7.2% Overshoot: 7.2%过冲

40 ps Rise Time: 40 ps上升时间

12.5% Overshoot: 12.5%过冲

 

短引线及选择适当的附件

      在探头连接到一个测量点上时,它会给电路带来负荷。电容单元和电感单元一般来自探头尖端形状和导线长度。电感单元可能会有变化,因为增加了不同的探头尖端附件,而且信号线和地线采用不同长度的导线。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0618/article_12035.html
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