8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 探 测 技 术 对 于 高 质 量 的 示 波 器 测 量 至 关 重 要, 而 探 头 通 常 是 示 波 器 测 量 链 中 的 第 一 环 如 果 探 头 的 性 能 不 足, 就 会 在 示 波 器 上 看 到 失 真 信

是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南

8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 探 测 技 术 对 于 高 质 量 的 示 波 器 测 量 至 关 重 要, 而 探 头 通 常 是 示 波 器 测 量 链 中 的 第 一 环 如 果 探 头 的 性 能 不 足, 就 会 在 示 波 器 上 看 到 失 真 信 号 或 误 导 信 号 为 您 的 应 用 选 择 恰 当 的 探 头 是 进 行 可 靠 测 量 的 第 一 步 如 何 使 用 探 头 也 会 影 响 您 进 行 精 确 测 量 的 能 力, 以 至 于 影 响 您 获 得 有 用 的 测 量 结 果 本 应 用 指 南 介 绍 8 个 重 要 技 巧, 帮 助 您 为 自 己 的 应 用 选 择 适 当 探 头, 提 高 示 波 器 探 测 能 力 以 下 探 测 技 巧 将 帮 助 您 避 免 最 常 见 的 探 测 陷 阱 技 巧 1: 选 择 无 源 探 头 还 是 有 源 探 头? 技 巧 2: 使 用 双 探 头 检 查 探 头 负 载 技 巧 3: 使 用 前 的 探 头 补 偿 技 巧 4: 高 灵 敏 度 宽 动 态 范 围 电 流 测 量 技 巧 5: 使 用 差 分 探 头 进 行 安 全 浮 置 测 量 技 巧 6: 检 查 共 模 抑 制 技 巧 7: 检 查 探 头 耦 合 技 巧 8: 阻 尼 谐 振

03 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 技 巧 1 选 择 无 源 探 头 还 是 有 源 探 头? 对 于 中 低 频 ( 小 于 600-MHz) 测 量 来 说, 无 源 高 阻 抗 探 头 是 很 好 的 选 择 这 些 探 头 坚 固 耐 用 且 价 格 经 济, 具 有 宽 动 态 范 围 ( 大 于 300 V) 和 高 输 入 阻 抗, 从 而 和 示 波 器 的 输 入 阻 抗 相 匹 配 不 过, 和 低 阻 抗 (z0) 无 源 探 头 或 有 源 探 头 相 比, 无 源 探 头 具 有 更 高 的 电 容 负 载, 而 且 带 宽 较 低 总 之, 对 于 绝 大 多 数 模 拟 或 数 字 电 路 的 通 用 调 式 和 故 障 诊 断 来 说, 高 阻 抗 无 源 探 头 都 是 一 个 极 好 的 选 择 对 于 在 宽 频 范 围 上 ( 大 于 600 MHz) 需 要 进 行 精 确 测 量 的 高 频 应 用 来 说, 最 好 选 用 有 源 探 头 有 源 探 头 比 无 源 探 头 价 格 较 高, 并 且 其 输 入 电 压 有 限, 但 是 由 于 它 们 的 电 容 负 载 显 著 降 低, 因 而 能 使 您 更 精 确 地 观 察 快 速 信 号 在 图 1-1 中, 我 们 看 到 的 是 采 用 600 MHz 示 波 器 (Keysight DSO 9064A) 测 量 具 有 500 ps 上 升 时 间 信 号 的 屏 幕 快 照 左 图 是 使 用 Keysight N2873A 500 MHz 无 源 探 头 测 量 此 信 号 的 图 像 右 图 是 使 用 Keysight N2796A 2 GHz 单 端 有 源 探 头 测 量 同 一 信 号 的 图 像 两 个 图 中 的 黄 色 迹 线 均 是 信 号 在 探 测 之 前 的 曲 线 绿 色 迹 线 是 探 测 后 的 信 号 曲 线, 它 与 探 头 的 输 入 相 同 紫 色 迹 线 显 示 的 是 测 得 信 号, 也 可 以 称 为 探 头 输 出 黄 色 : 探 测 前 的 信 号 绿 色 : 探 测 后 的 信 号 紫 色 : 探 头 输 出 图 1-1. 用 无 源 探 头 和 有 源 探 头 测 量 具 有 600 ps 上 升 时 间 的 信 号 Keysight N2873A 500-MHz 无 源 探 头, 采 用 15-cm 鳄 鱼 夹 接 地 线 : 加 载 信 号 后, 现 在 具 有 740 ps 上 升 沿 探 头 输 出 包 含 谐 振, 上 升 沿 测 量 为 1.4 ns 无 源 探 头 在 加 载 信 号 时 会 混 入 自 身 的 电 阻 电 感 和 电 容 ( 绿 色 迹 线 ) 或 许 您 希 望 示 波 器 探 头 不 要 影 响 被 测 件 (DUT) 的 信 号 不 过, 在 本 例 中, 无 源 探 头 对 被 测 件 确 实 有 影 响 被 探 测 的 信 号 其 上 升 时 间 由 原 来 预 期 的 600 ps 变 为 4 ns, 部 分 原 因 是 由 于 探 头 的 输 入 阻 抗, 另 外 还 因 为 在 测 量 583-MHz 信 号 (0.35/600 ps = 583 MHz) 时, 探 头 的 带 宽 只 有 500-MHz 无 源 探 头 的 电 感 和 电 容 效 应 还 会 造 成 探 头 输 出 的 过 冲 和 波 动 一 些 设 计 人 员 对 这 个 数 量 的 测 量 误 差 并 不 在 意, 但 对 某 些 设 计 人 员 来 说, 这 个 数 量 的 测 量 误 差 是 无 法 接 受 的 黄 色 : 探 测 前 的 信 号 绿 色 : 探 测 后 的 信 号 紫 色 : 探 头 输 出 Keysight N2796A 2-GHz 有 源 探 头, 采 用 1.8-cm 接 地 线 : 信 号 未 受 探 头 影 响, 仍 有 630 ps 边 沿 探 头 输 出 和 信 号 相 匹 配, 并 测 得 边 沿 为 555 ps 我 们 看 到, 在 将 有 源 探 头 ( 例 如 Keysight N2796A 2 GHz 有 源 探 头 ) 连 接 到 被 测 件 时, 该 信 号 几 乎 未 受 影 响 信 号 特 征 在 探 测 后 ( 绿 色 迹 线 ) 和 探 测 前 (N2796A 2 GHz 迹 线 ) 几 乎 完 全 相 同 此 外, 信 号 的 上 升 时 间 也 未 受 探 头 的 影 响, 始 终 保 持 在 555 ps 另 外, 有 源 探 头 的 输 出 ( 绿 色 迹 线 ) 也 和 探 测 得 的 信 号 ( 紫 色 迹 线 ) 相 匹 配, 测 得 上 升 时 间 为 预 期 的 600 ps N2796A 有 源 探 头 的 2 GHz 带 宽 优 异 的 信 号 保 真 度 及 其 低 探 头 负 载 使 这 一 切 成 为 可 能

04 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 技 巧 2 使 用 双 探 头 检 查 探 头 负 载 无 源 探 头 和 有 源 探 头 的 主 要 区 别 如 表 1-2 所 示 高 阻 抗 无 源 探 头 有 源 探 头 电 源 要 求 无 是 负 载 高 电 容 负 载 和 低 电 阻 负 载 电 阻 和 电 容 负 载 的 最 佳 组 合 带 宽 高 达 700 MHz 高 达 30 GHz 应 用 通 用 中 低 频 测 量 高 频 应 用 耐 用 性 非 常 耐 用 耐 用 性 较 差 最 大 输 入 电 压 ~ 300V ~ 40V 典 型 价 格 $100-$500 >$1k 图 1-2. 高 阻 抗 无 源 探 头 和 有 源 探 头 比 较 使 用 单 个 探 头 测 量 的 信 号 使 用 两 个 探 头 测 量 的 信 号 图 2-1: 使 用 双 探 头 检 查 探 头 负 载 探 测 电 路 之 前, 先 将 一 个 探 针 连 接 到 电 路 上 的 一 点, 然 后 再 将 第 二 个 探 头 连 接 到 同 一 点 在 理 想 状 况 下, 您 应 看 到 信 号 无 任 何 变 化 如 果 信 号 产 生 变 化, 这 个 变 化 是 由 探 头 负 载 引 起 的 在 理 想 状 况 下, 示 波 器 采 用 无 扰 线 ( 具 有 无 限 的 输 入 电 阻 零 电 容 和 零 电 感 ) 连 接 到 被 测 电 路, 它 能 对 被 测 信 号 进 行 精 确 复 制 但 在 现 实 世 界 中, 探 头 是 测 量 的 一 部 分, 它 会 向 电 路 加 载 负 载 如 欲 检 查 探 头 的 负 载 效 应, 首 先 要 将 探 头 连 接 到 被 测 电 路 或 一 个 已 知 的 步 进 信 号, 另 一 端 连 接 到 示 波 器 的 输 入 端 在 示 波 器 显 示 屏 上 观 察 此 迹 线, 然 后 保 存, 再 在 显 示 屏 上 调 用 以 使 迹 线 保 留 在 显 示 屏 上 进 行 比 较 稍 后, 将 相 同 类 型 的 另 一 个 探 头 连 接 到 同 一 探 测 点, 观 察 在 使 用 两 个 探 头 进 行 探 测 时 原 始 迹 线 有 何 变 化 为 了 更 好 地 进 行 探 测, 您 可 能 需 要 对 探 测 进 行 调 整, 或 者 使 用 较 低 负 载 的 探 头 例 如 本 例 中, 缩 短 接 地 引 线 就 能 起 到 好 的 效 果 在 图 2-2 中, 电 路 接 地 采 用 18 cm (7 英 寸 ) 长 的 接 地 引 线 图 2-2. 由 长 接 地 引 线 引 起 的 探 头 负 载

05 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 技 巧 3 使 用 前 的 探 头 补 偿 大 多 数 探 头 在 设 计 时 都 和 特 定 示 波 器 型 号 的 输 入 相 匹 配 不 过, 各 个 示 波 器 之 间 也 是 略 有 差 别, 甚 至 在 同 一 示 波 器 的 不 同 输 入 通 道 之 间 也 有 差 别 所 以 在 将 探 头 连 接 到 示 波 器 的 输 入 端 之 前, 一 定 要 确 保 首 先 检 查 探 头 补 偿, 因 为 此 探 头 先 前 可 能 已 经 过 调 整 以 便 和 不 同 的 输 入 相 匹 配 为 了 解 决 这 个 问 题, 大 多 数 无 源 探 头 都 采 用 内 置 补 偿 RC 分 压 器 网 络 探 头 补 偿 是 调 整 RC 分 压 器 的 过 程, 以 使 探 头 维 持 在 额 定 带 宽 上 的 衰 减 率 图 2-3. 使 用 短 接 地 引 线 降 低 探 头 负 载 在 图 2-3 中, 同 一 信 号 接 地 采 用 弹 簧 接 地 引 线 在 使 用 较 短 的 接 地 引 线 后, 探 测 信 号 ( 紫 色 迹 线 ) 的 振 铃 就 消 失 了 如 果 示 波 器 能 够 自 动 补 偿 探 头 性 能, 使 用 该 功 能 将 会 非 常 有 用 否 则, 可 使 用 手 动 补 偿 来 调 整 探 头 的 可 变 电 容 大 多 数 示 波 器 在 前 面 板 上 都 可 提 供 方 波 参 考 信 号 以 对 探 头 提 供 补 偿 您 可 将 探 针 连 接 到 探 头 补 偿 端 接, 再 将 探 头 连 接 到 示 波 器 的 输 入 端 观 察 方 波 参 考 信 号, 使 用 小 螺 丝 刀 对 探 头 进 行 恰 当 调 整, 以 使 示 波 器 屏 幕 上 的 方 波 看 上 去 像 方 波 探 针 9 МОм 图 3-1. 使 用 小 螺 丝 刀 调 整 探 头 的 可 变 电 容 电 缆 探 头 体 示 波 器 示 波 器 1 МОм 补 偿 图 3-2. 和 平 坦 方 波 相 应 的 补 偿 调 整 图 3-2 中 的 上 图 所 示 的 是 如 何 恰 当 调 整 探 头 端 接 盒 中 的 补 偿 电 容 器 在 图 中 您 可 看 到, 如 果 低 频 调 整 不 恰 当, 方 波 中 可 能 就 会 有 过 冲 或 者 下 冲 这 将 造 成 高 频 测 量 的 不 准 确 性 因 此, 确 保 对 补 偿 电 容 器 进 行 正 确 调 整 非 常 重 要

06 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 技 巧 4 低 电 流 测 量 技 巧 随 着 当 前 电 池 供 电 设 备 和 集 成 电 路 变 得 越 来 越 注 重 环 保 和 高 能 效, 工 程 师 迫 切 需 要 高 灵 敏 度 的 低 电 平 电 流 测 量 能 力, 以 确 保 电 流 消 耗 处 于 可 接 受 的 范 围 之 内 需 要 精 确 测 量 功 耗 的 主 要 应 用 是 无 线 移 动 设 备 和 消 费 类 电 子 产 品 等 使 用 电 池 供 电 的 应 用 为 了 尽 量 延 长 电 池 的 使 用 时 间, 工 程 师 需 要 最 大 限 度 降 低 产 品 在 整 个 使 用 寿 命 中 的 功 耗 功 率 定 义 为 P = V x I 降 低 设 备 功 耗 的 主 要 方 法 是 在 电 源 电 压 固 定 不 变 的 情 况 下, 减 少 设 备 的 平 均 电 流 消 耗 利 用 示 波 器 测 量 电 流, 最 简 单 的 办 法 是 用 Keysight 1147B 或 N2893A 等 钳 形 电 流 探 头 直 接 监 测 输 入 被 测 器 件 的 电 流 可 是, 这 种 方 法 并 不 适 合 测 量 从 不 到 1 毫 安 快 速 变 到 几 安 培 的 小 电 流, 因 为 钳 形 电 流 探 头 的 动 态 范 围 和 灵 敏 度 都 非 常 有 限, 仅 有 几 毫 安 以 测 量 手 机 电 流 消 耗 为 例, 空 闲 状 态 下 的 电 流 由 于 受 到 探 头 噪 声 的 掩 盖 而 很 难 测 量 而 且, 为 获 得 更 精 确 的 测 量, 工 程 师 必 须 不 定 期 地 对 探 头 进 行 消 磁 处 理, 以 消 除 探 头 核 心 的 残 余 磁 性, 并 补 偿 钳 形 电 流 探 头 的 直 流 偏 置 额 外 的 校 准 流 程 会 使 钳 形 电 流 探 头 更 加 难 以 使 用 最 新 的 Keysight N2820A 系 列 高 灵 敏 度 电 流 探 头 可 以 同 时 满 足 宽 动 态 范 围 和 高 灵 敏 度 电 流 测 量 需 求 由 于 当 前 的 应 用 环 境 要 求 测 试 装 置 的 外 形 必 须 极 小, 所 以 这 些 探 头 还 具 有 另 一 个 优 势 只 需 极 小 的 空 间 便 能 与 被 测 器 件 (DUT) 建 立 物 理 连 接 最 新 的 N2820A/21A 交 流 / 直 流 电 流 探 头 具 有 示 波 器 电 流 探 头 中 业 界 最 高 的 灵 敏 度, 可 覆 盖 最 低 50 ua 最 高 5 A 的 电 流 范 围 测 量 由 电 池 供 电 的 移 动 设 备 ( 例 如 手 机 或 平 板 电 脑 ) 的 电 流 消 耗, 最 主 要 的 挑 战 是 电 流 信 号 的 动 态 范 围 非 常 宽 移 动 设 备 通 常 需 要 在 活 动 状 态 ( 峰 值 电 流 非 常 高 而 且 消 耗 得 非 常 快 ) 与 空 闲 或 待 机 电 流 模 式 ( 只 消 耗 极 少 直 流 和 交 流 电 流 ) 之 间 来 回 切 换 图 4-1 显 示 了 在 用 GSM 手 机 打 电 话 时 测 得 的 电 流 消 耗 活 动 状 态 下 的 电 源 峰 值 高 达 2 A 左 右, 而 空 闲 模 式 中 的 电 流 消 耗 极 小 图 4-1. 用 GSM 手 机 打 电 话 时 测 得 的 电 流 消 耗 图 4-2. 使 用 示 波 器 测 量 电 流 的 最 简 单 方 法 是 使 用 钳 形 电 流 探 头, 例 如 Keysight 1147B 或 N2893A

07 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 Keysight N2820A 2 通 道 高 灵 敏 度 电 流 探 头 内 置 两 个 并 联 的 差 分 放 大 器 并 对 它 们 应 用 了 不 同 的 增 益 设 置, 低 增 益 端 使 您 可 以 查 看 波 形 的 全 貌 ( 或 缩 小 视 图 ), 而 高 增 益 放 大 器 则 提 供 放 大 视 图, 使 您 可 以 查 看 极 其 微 小 的 电 流 波 动, 例 如 手 机 的 待 机 电 流 N2820A/21A 电 流 探 头 经 过 优 化, 可 以 测 量 被 测 器 件 中 的 电 流 流 动 以 表 征 子 电 路, 从 而 使 用 户 除 了 能 够 查 看 大 信 号 之 外, 还 能 查 看 快 速 和 大 幅 变 化 的 电 流 波 形 的 详 细 细 节 该 探 头 可 以 通 过 创 新 的 方 式 连 接 到 被 测 器 件 它 附 带 的 先 通 后 断 (MBB) 连 接 器 使 您 无 需 焊 接 或 拆 焊 引 线, 即 可 快 速 地 探 测 被 测 器 件 上 的 多 个 位 置 MBB 探 头 可 以 安 装 到 目 标 电 路 板 上, 或 用 电 线 连 接 到 被 测 器 件 它 能 够 插 入 到 适 用 于 0.025 英 寸 方 针 的 0.1 英 寸 标 准 间 距 的 通 孔 中 用 户 可 相 应 地 设 计 其 PCB 版 图 要 想 在 不 中 断 被 测 电 路 的 条 件 下, 轻 松 连 接 目 标 电 路 板 上 的 多 个 位 置 或 断 开 与 这 些 位 置 的 连 接,MBB 是 最 好 的 选 择 图 4-3. 最 新 N2820A/21A 交 流 / 直 流 电 流 探 头 提 供 了 示 波 器 电 流 探 头 中 业 界 最 高 的 灵 敏 度 探 头 技 术 的 创 新 不 仅 仅 是 这 些 在 捕 获 到 电 流 波 形 之 后, 您 现 在 想 要 计 算 系 统 在 一 段 时 间 内 的 平 均 电 流 消 耗 Keysight Infiniium 和 InfiniiVision 示 波 器 在 曲 线 测 量 结 果 下 提 供 了 一 个 区 域 (Charge), 您 可 以 通 过 积 分 运 算 轻 松 计 算 随 时 间 变 化 的 电 流 消 耗, 结 果 用 安 时 (Ah, 即 安 培 x 小 时 ) 表 示 Ah 是 衡 量 电 池 储 电 容 量 的 单 位 1 安 时 等 于 1 安 培 电 流 流 动 1 小 时 的 结 果 现 在 利 用 N2820A/21A 电 流 探 头, 工 程 师 在 测 试 由 电 池 供 电 的 产 品 时 能 够 同 时 查 看 动 态 电 流 波 形 的 详 细 细 节 和 整 体 概 况, 获 得 此 前 使 用 传 统 钳 形 探 头 无 法 得 到 的 测 量 结 果 图 4-4. 它 附 带 的 先 通 后 断 (MBB) 连 接 器 使 您 无 需 焊 接 或 拆 焊 引 线, 即 可 快 速 地 探 测 被 测 器 件 上 的 多 个 位 置 图 4-5.Keysight Infiniium 和 InfiniiVision 示 波 器 在 曲 线 测 量 结 果 下 提 供 了 一 个 区 域 (Charge), 您 可 以 通 过 积 分 运 算 轻 松 计 算 随 时 间 变 化 的 电 流 消 耗, 结 果 用 安 时 (Ah, 即 安 培 x 小 时 ) 表 示

08 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 技 巧 5 使 用 差 分 探 头 进 行 安 全 浮 置 测 量 示 波 器 用 户 经 常 需 要 进 行 浮 置 测 量 在 这 种 测 量 中, 任 何 测 量 点 都 不 能 潜 在 接 地 例 如, 假 设 您 要 测 量 线 性 电 源 系 列 调 节 器 U1 的 输 入 和 输 出 的 压 降 那 么 调 节 器 的 电 压 输 入 引 脚 和 输 出 引 脚 都 不 能 接 地 在 进 行 标 准 示 波 器 测 量 时, 探 头 连 接 到 信 号 点, 探 针 接 地 引 线 连 接 到 电 路 接 地, 此 时, 示 波 器 实 际 测 量 的 是 测 试 点 和 接 地 之 间 的 信 号 差 大 多 数 示 波 器 都 将 其 信 号 接 地 终 端 ( 或 BNC 接 口 的 外 壳 ) 连 接 至 防 护 接 地 系 统 此 举 可 使 示 波 器 上 的 所 有 信 号 均 有 一 个 共 同 的 连 接 点 基 本 上 所 有 示 波 器 测 量 都 是 相 对 于 接 地 来 说 的 从 本 质 上 来 说, 将 接 地 连 接 器 连 接 到 任 何 一 个 浮 置 点 都 可 使 探 测 点 接 地, 这 常 常 造 成 尖 峰 或 电 路 故 障 您 应 如 何 应 对 这 种 浮 置 测 量 问 题 呢? 大 多 数 数 字 示 波 器 都 有 减 法 模 式, 采 用 此 对 任 何 一 种 示 波 器 而 言, 要 进 行 安 全 精 模 式 时, 两 个 输 入 通 道 进 行 电 子 相 减 可 给 确 地 浮 置 测 量, 使 用 高 压 差 分 探 头, 例 出 差 分 信 号 之 差 为 了 得 到 良 好 的 结 果, 如 Keysight N2790A, 都 是 一 个 更 佳 的 解 每 个 探 头 在 使 用 前 都 应 该 进 行 匹 配 和 补 决 方 案 N2790A 通 过 在 探 头 上 安 装 一 个 偿 采 用 这 种 方 法, 共 模 抑 制 比 通 常 可 限 真 实 的 差 分 放 大 器, 获 得 高 达 1400 VDC 制 到 -20dB(10:1) 以 下 如 果 每 个 探 头 + AC 峰 值 的 额 定 差 分 电 压 测 量 范 围 以 及 的 共 模 信 号 都 非 常 大, 而 差 分 信 号 却 小 得 在 10 MHz 处 有 -70 db 的 共 模 抑 制 比 多, 那 么 两 边 的 增 益 差 别 将 会 极 大 地 改 变 (CMRR) 使 用 差 分 探 头 及 可 满 足 应 用 他 们 的 差 分 或 A-B 结 果 此 时 最 的 充 足 的 动 态 范 围 和 带 宽 可 进 行 安 全 精 好 对 同 一 信 号 重 新 探 测 一 次, 看 看 A-B 确 的 浮 置 测 量 结 果 将 如 何 显 示 图 5-1. 当 测 量 未 采 用 接 地 参 考 时, 必 须 采 用 差 分 测 量 解 决 方 案 目 前 进 行 浮 置 测 量 有 一 个 很 流 行 但 却 不 太 可 取 的 解 决 方 案, 那 就 是 A-B 技 术, 它 使 用 两 个 单 端 探 头 和 示 波 器 的 运 算 函 数 来 进 行 浮 置 测 量 图 5-2. 明 智 的 检 查 办 法 是 对 同 一 信 号 进 行 双 重 探 测, 再 观 察 A-B 结 果 如 何 显 示

09 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 技 巧 6 检 查 共 模 抑 制 探 测 时 最 易 产 生 误 解 的 问 题 之 一 是 共 模 抑 制 可 能 会 影 响 测 量 质 量 无 论 是 单 端 探 头 还 是 差 分 探 头, 将 两 个 探 针 均 连 接 到 被 测 件 的 接 地, 然 后 观 察 屏 幕 上 是 否 有 任 何 信 号 显 示 都 是 值 得 的 如 有 信 号 显 示, 该 信 号 显 示 的 就 是 由 于 缺 少 共 模 抑 制 而 引 起 的 信 号 受 影 响 程 度 测 量 的 由 源 而 非 信 号 造 成 的 共 模 噪 声 电 流 可 从 被 测 件 的 接 地 流 经 探 头 接 地, 直 至 探 头 电 缆 屏 蔽 共 模 噪 声 源 可 能 在 被 测 件 内 部, 也 可 能 在 其 外 部, 例 如 电 源 线 噪 声 EMI 或 ESD 电 流 单 端 探 头 的 长 接 地 引 线 可 能 会 使 该 问 题 变 得 非 常 明 显 单 端 探 头 常 常 会 遭 到 缺 少 共 模 抑 制 的 影 响 差 分 有 源 探 头 则 可 提 供 高 得 多 的 共 模 抑 制 比, 通 常 可 高 达 80 db (10,000:1) 图 6-1. 将 两 个 探 针 均 连 接 到 接 地, 并 观 察 屏 幕 上 是 否 有 任 何 信 号 显 示 信 号 传 输 输 出 磁 耦 合 电 容 耦 合 电 源 线 图 6-2. 差 分 有 源 探 头 可 提 供 高 得 多 的 共 模 抑 制 比, 有 效 消 除 共 模 噪 声 电 流 技 巧 7 检 查 探 头 耦 合 在 将 探 头 连 接 至 信 号 时, 用 手 抓 住 探 头 电 缆 并 绕 圈 移 动 如 果 屏 幕 上 的 波 形 发 生 严 重 改 变, 那 就 说 明 能 量 就 已 耦 合 到 探 头 屏 蔽, 产 生 了 这 个 改 变 通 过 使 用 探 头 电 缆 上 的 磁 芯 来 降 低 电 缆 屏 蔽 的 共 模 噪 声 电 流 可 能 有 助 于 提 高 探 测 精 度 探 头 电 缆 上 的 磁 芯 会 生 成 一 系 列 的 阻 抗 与 导 体 中 的 电 阻 并 联 增 加 探 头 电 缆 的 磁 芯 对 信 号 几 乎 没 什 么 影 响, 因 为 信 号 通 过 中 心 导 体 的 核 心 并 沿 着 屏 蔽 的 核 心 返 回, 致 使 没 有 净 信 号 电 流 经 过 核 心 因 此, 电 缆 磁 芯 的 位 置 非 常 重 要 为 方 便 起 见, 您 可 尝 试 着 将 磁 芯 安 装 在 示 波 器 一 端 这 将 使 探 头 变 得 更 轻 更 易 于 操 作 不 过, 在 将 磁 芯 安 装 到 电 缆 的 探 头 接 口 端 时, 磁 芯 的 有 效 性 将 会 大 大 降 低 减 少 单 端 探 头 接 地 引 线 的 长 度 将 会 有 一 定 的 帮 助 作 用, 转 而 采 用 差 分 探 头 是 最 有 效 的 措 施 很 多 用 户 都 不 能 理 解 探 头 电 缆 环 境 的 改 变 会 造 成 测 量 结 果 的 改 变, 尤 其 是 在 进 行 高 频 测 量 时, 它 会 造 成 测 量 可 重 复 性 和 测 量 质 量 的 下 降 图 7-1. 使 用 探 头 电 缆 的 磁 芯 将 有 助 于 提 高 探 测 精 度

10 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 技 巧 8 探 头 性 能 受 到 探 头 连 接 的 高 度 影 响 由 于 设 计 中 信 号 速 度 的 提 升, 您 在 连 接 示 波 器 探 头 时 可 能 会 发 现 更 多 过 冲 振 荡 和 其 他 扰 动 探 头 会 在 与 器 件 的 连 接 位 置 形 成 一 个 谐 振 电 路 如 果 谐 振 位 于 示 波 器 探 头 带 宽 内, 确 定 测 量 扰 动 源 于 电 路 或 是 探 头 将 变 得 十 分 困 难 如 果 您 必 须 在 探 针 上 添 加 电 线 以 便 在 狭 窄 的 环 境 中 进 行 测 量, 可 在 探 针 上 放 置 一 个 电 阻 器 以 阻 尼 添 加 电 线 的 谐 振 对 于 单 端 探 头 来 说, 应 将 电 阻 放 在 信 号 引 线 上, 并 尽 量 保 持 接 地 引 线 短 路 对 于 差 分 探 头 来 说, 可 将 电 阻 器 放 置 在 引 线 尖 上, 并 保 持 引 线 长 度 相 同 电 阻 器 的 值 可 通 过 先 探 测 一 个 已 知 步 进 信 号 通 过 夹 具 电 路 板 ( 如 Keysight E2655B) 进 入 示 波 器 通 道 的 信 号 值 来 确 定 然 后 再 探 测 线 尖 上 装 有 电 阻 器 的 电 线 信 号 当 电 阻 器 的 值 恰 当 时, 除 非 信 号 经 过 了 低 通 滤 波, 否 则 您 应 看 到 和 测 试 步 进 相 似 的 步 进 形 状 如 果 您 看 到 过 量 振 铃, 请 增 加 电 阻 器 值 图 8-1. 在 探 针 上 放 置 一 个 电 阻 器 来 阻 尼 添 加 电 线 的 谐 振 非 阻 尼 阻 尼 图 8-2. 通 过 对 探 头 输 入 进 行 恰 当 阻 尼, 负 载 / 输 入 阻 抗 将 永 远 不 会 低 于 阻 尼 电 阻 器 的 值 250 MHz 时 钟,100 ps 上 升 时 间 非 阻 尼 阻 尼 500 ps/ 格 500 ps/ 格 图 8-3. 随 着 设 计 速 度 的 增 加, 您 可 能 会 看 到 更 多 的 过 冲 振 铃 和 其 他 扰 动 问 题 通 过 在 探 针 上 添 加 阻 尼 电 阻 器 可 以 克 服 由 探 头 连 接 形 成 的 谐 振

11 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 探 头 的 阻 尼 附 件 提 供 了 一 种 灵 活 的 使 用 模 型, 在 其 规 定 带 宽 内 可 以 维 持 低 输 入 电 容 和 电 感 以 及 平 坦 的 频 率 响 应 InfiniiMode N2750A 系 列 1156A-58A 系 列 和 InfiniiMax 系 列 探 头 圴 使 用 这 种 阻 尼 附 件 技 术 来 达 到 最 佳 且 灵 活 的 性 能 图 8-4.InfiniiMode N2750A 系 列 1156A-58A 系 列 和 InfiniiMax 系 列 探 头 圴 使 用 这 种 阻 尼 附 件 技 术 来 达 到 最 佳 且 灵 活 的 性 可 靠 测 量, 从 探 头 开 始! 相 关 是 德 科 技 资 料 出 版 物 标 题 出 版 物 类 型 出 版 物 编 号 是 德 科 技 示 波 器 探 头 和 附 件 选 型 指 南 5989-6162CHCN Infiniium 示 波 器 探 头 和 附 件 技 术 资 料 5968-7141CHCN InfiniiVision 示 波 器 探 头 和 附 件 技 术 资 料 5968-8153CHCN 要 实 现 示 波 器 的 最 高 使 用 效 能, 您 必 须 根 据 特 定 的 应 用 需 要 选 用 适 宜 的 探 头 和 附 件 请 与 是 德 科 技 的 测 量 专 家 联 系 或 访 问 www.keysight.com/find/scope_probes 查 找 示 波 器 探 头 和 附 件 综 合 系 列 的 信 息 是 德 科 技 示 波 器 从 20 MHz 至 > 90 GHz 的 多 种 型 号 业 界 领 先 的 技 术 指 标 功 能 强 大 的 应 用 软 件

12 是 德 科 技 8 大 技 巧 帮 助 您 更 好 地 进 行 示 波 器 探 测 应 用 指 南 mykeysight www.keysight.com/find/mykeysight 个 性 化 视 图 为 您 提 供 最 适 合 自 己 的 信 息! www.axiestandard.org AdvancedTCA Extensions for Instrumentation and Test(AXIe) 是 基 于 AdvancedTCA 标 准 的 一 种 开 放 标 准, 将 AdvancedTCA 标 准 扩 展 到 通 用 测 试 半 导 体 测 试 领 域 是 德 科 技 是 AXIe 联 盟 的 创 始 成 员 www.lxistandard.org 局 域 网 扩 展 仪 器 (LXI) 将 以 太 网 和 Web 网 络 的 强 大 优 势 引 入 测 试 系 统 中 是 德 科 技 是 LXI 联 盟 的 创 始 成 员 www.pxisa.org PCI 扩 展 仪 器 (PXI) 模 块 化 仪 器 提 供 坚 固 耐 用 基 于 PC 的 高 性 能 测 量 与 自 动 化 系 统 3 年 保 修 www.keysight.com/find/threeyearwarranty 是 德 科 技 卓 越 的 产 品 可 靠 性 和 广 泛 的 3 年 保 修 服 务 完 美 结 合, 从 另 一 途 径 帮 助 您 实 现 业 务 目 标 : 增 强 测 量 信 心 降 低 拥 有 成 本 增 强 操 作 方 便 性 是 德 科 技 保 证 方 案 www.keysight.com/find/assuranceplans 5 年 的 周 密 保 护 以 及 持 续 的 巨 大 预 算 投 入, 可 确 保 您 的 仪 器 符 合 规 范 要 求, 精 确 的 测 量 让 您 可 以 继 续 高 枕 无 忧 www.keysight.com/go/quality 是 德 科 技 公 司 DEKRA 认 证 ISO 9001:2008 质 量 管 理 体 系 是 德 科 技 渠 道 合 作 伙 伴 www.keysight.com/find/channelpartners 黄 金 搭 档 : 是 德 科 技 的 专 业 测 量 技 术 和 丰 富 产 品 与 渠 道 合 作 伙 伴 的 便 捷 供 货 渠 道 完 美 结 合 如 欲 获 得 是 德 科 技 的 产 品 应 用 和 服 务 信 息, 请 与 是 德 科 技 联 系 如 欲 获 得 完 整 的 产 品 列 表, 请 访 问 : www.keysight.com/find/contactus 是 德 科 技 客 户 服 务 热 线 热 线 电 话 : 800-810-0189 400-810-0189 热 线 传 真 : 800-820-2816 400-820-3863 电 子 邮 件 : tm_asia@keysight.com 是 德 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司 北 京 市 朝 阳 区 望 京 北 路 3 号 是 德 科 技 大 厦 电 话 : 86 010 64396888 传 真 : 86 010 64390156 邮 编 : 100102 是 德 科 技 ( 成 都 ) 有 限 公 司 成 都 市 高 新 区 南 部 园 区 天 府 四 街 116 号 电 话 : 86 28 83108888 传 真 : 86 28 85330931 邮 编 : 610041 是 德 科 技 香 港 有 限 公 司 香 港 北 角 电 器 道 169 号 康 宏 汇 25 楼 电 话 : 852 31977777 传 真 : 852 25069233 上 海 分 公 司 上 海 市 虹 口 区 四 川 北 路 1350 号 利 通 广 场 19 楼 电 话 : 86 21 26102888 传 真 : 86 21 26102688 邮 编 : 200080 深 圳 分 公 司 深 圳 市 福 田 区 福 华 一 路 6 号 免 税 商 务 大 厦 裙 楼 东 3 层 3B-8 单 元 电 话 : 86 755 83079588 传 真 : 86 755 82763181 邮 编 : 518048 广 州 分 公 司 广 州 市 天 河 区 黄 埔 大 道 西 76 号 富 力 盈 隆 广 场 1307 室 电 话 : 86 20 38390680 传 真 : 86 20 38390712 邮 编 : 510623 西 安 办 事 处 西 安 市 碑 林 区 南 关 正 街 88 号 长 安 国 际 大 厦 D 座 501 电 话 : 86 29 88861357 传 真 : 86 29 88861355 邮 编 : 710068 南 京 办 事 处 南 京 市 鼓 楼 区 汉 中 路 2 号 金 陵 饭 店 亚 太 商 务 楼 8 层 电 话 : 86 25 66102588 传 真 : 86 25 66102641 邮 编 : 210005 苏 州 办 事 处 苏 州 市 工 业 园 区 苏 华 路 一 号 世 纪 金 融 大 厦 1611 室 电 话 : 86 512 62532023 传 真 : 86 512 62887307 邮 编 : 215021 武 汉 办 事 处 武 汉 市 武 昌 区 中 南 路 99 号 武 汉 保 利 广 场 18 楼 A 座 电 话 : 86 27 87119188 传 真 : 86 27 87119177 邮 编 : 430071 上 海 MSD 办 事 处 上 海 市 虹 口 区 欧 阳 路 196 号 26 号 楼 一 楼 J+H 单 元 电 话 : 86 21 26102888 传 真 : 86 21 26102688 邮 编 : 200083 本 文 中 的 产 品 指 标 和 说 明 可 不 经 通 知 而 更 改 Keysight Technologies, 2011-2014 Published in USA, August 1, 2014 出 版 号 :5989-7894CHCN www.keysight.com