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亚博app安全有保障:示波器探头的重要性,你了解多少?

发布时间:2021-05-11    来源: 安全有保障2827

本文摘要:电子产品日益简单,市场对示波器的比特率和准确性明确提出更高拒绝。

电子产品日益简单,市场对示波器的比特率和准确性明确提出更高拒绝。这不是出售一台高档示波器就能解决问题的问题,还须要配上合适的分析仪和准确的测试方法。本文从分析仪的原理抵达,描写如何准确自由选择和用于分析仪。了解示波器分析仪被测信号不有可能必要终端到示波器中,这就必须一个设备为测试点与示波器之间创建电气相连。

根据市场需求有所不同,这个设备可以是一个导线,也有可能是更为简单的电路。这个负责管理棚顶测试点与示波器的设备就是示波器分析仪。所以示波器分析仪至关重要,没分析仪示波器将无法展开测量。图1右图为示波器分析仪测量时的示意图,从上图由此可知,示波器一般具备三个典型的部分,分析仪头部、分析仪电缆和分析仪补偿设备。

其中分析仪头部的起到是与测试点必要认识,从而与被测系统产生电气相连,最后提供到必须测量的信号。分析仪电缆的起到则是使示波器和分析仪头部彼此不相互干预,可以做在不移动示波器的前提下,随便移动分析仪头部,使之可以便利的与测试点接触。最后的分析仪补偿设备,主要是为了尽可能避免分析仪电缆带给的负面影响,从一定程度上维持分析仪的测量准确性。由分析仪的基本结构由此可知,分析仪是不有可能被看为一个半透明的设备,一定会有很多性能上的容许,比如分析仪电缆和补偿设备要求了分析仪的比特率,又比如分析仪中的器件尺寸也要求了分析仪的输出电压。

所以分析仪不会有一些基本的参数。在此概括一下:1、衰减系数衰减系数,是所有分析仪都会有的一个参数,所指的是分析仪使信号幅度上升的程度。

某些分析仪可能会有可选择的衰减系数。典型的衰减系数有1×、10×和100×。1×分析仪回应会对信号展开波动。

10×则回应信号不会被波动10倍再输入示波器。1×、10×这些名称的由来,是因为之前的示波器没自动识别分析仪衰减系数和自动调节的能力,所以必须通过1×、10×这些名称来警告测试者忘记要把测量出来的结果除以适当的倍数。

2、比特率比特率也某种程度是一个分析仪不可或缺的参数,所指的是分析仪造成信号波动-3dB情况下的频率点。如下图右图:图2如100MHz分析仪就有100MHz比特率,500MHz分析仪就有500MHz比特率。一些分析仪,还不会有一个低频的比特率频率,比如一些AC分析仪,无法传送DC信号,它在低频段不会有一个比特率参数。

值得一提的是,比特率所指的是-3dB的频谱,此时信号被测量出有的幅度只有现实信号的70.7%,所以测量者必须考虑到对这个结果否可以被拒绝接受,否则就必须用于更加高带宽的分析仪。3、上升时间比特率所指的是对单一正弦波的测量,如果必须测量的是方波,则必须考虑到分析仪的上升时间,该参数是分析仪在阶跃信号鼓舞的输出下,输入信号从10%下降至90%所需的时间。

这个参数实质上是用来展开评估误差范围的。比如被测试方波信号的下降沿的上升时间为10ns,则经过一个上升时间为3.5ns的分析仪,最后输入的上升时间就大体为:上升时间发育了5.9%。如果此时转用0.7ns的分析仪,则输入的上升时间为:上升时间意味着发育了0.24%。所以测量时,就必须尽可能自由选择上升时间近大于被测信号上升时间的分析仪,一般必须3~5倍。

4、仅次于输出电压仅次于输出电压是指分析仪可以输出的仅次于额定值的电压。仅次于输出电压各不相同分析仪机身和分析仪内部器件的额定穿透电压。

一般该项不会通过一些安规规范来得出,而不是得出单一的电压,比如一般10×的无源分析仪的仅次于输出电压为300VRMSCATⅡ。其中CATⅡ所指的是一类测试场景,300VRMSCATⅡ所指的是在这类测试场景下可以测量的仅次于电压。而且这个电压并不是一个恒定值。

而是不会随着频率的变化而变化。一般分析仪不会得出自己的电压额定曲线,如下图右图:图35、输出电容输出电容就就是指分析仪的分析仪头部末端测量出有的电容。对于有源分析仪,该电容还包括分析仪探针的寄生电容和分析仪内部电路中的电容。对于一些无源分析仪,还要还包括分析仪电缆的寄生电容和示波器本身的电容。

该电容值就越小,一般解释分析仪可测量的频率越高。6、输入电阻分析仪的输入电阻是分析仪的分析仪头部末端测量出有的电阻,该值是在DC情况下测量出来的。

对于无源分析仪来说,波动比例越大,分析仪的输入电阻越高。7、示波器补偿范围多数无源分析仪都是一种标准化的设备,而在有所不同示波器之间,甚至在同一台示波器有所不同地下通道之间都会有所差异。分析仪为了相容这些差异,就不会自带一个补偿网络,用来补偿有所不同示波器间的差异。如果补偿严重不足或者补偿过度,就不会造成测量结果经常出现错误。

而这个补偿网络是一定会有一个需要调整的范围的,这个范围就是示波器补偿范围。一般的无源分析仪的示波器补偿范围为10~35pF。8、电缆长度每个分析仪都必需有一段分析仪电缆,这是为了更为便利的展开测量。

而这段电缆不会导致一定的信号传播延时。例如,1m左右的分析仪电缆,大约不会有5ns的延时。对于10MHz的信号,这不会导致大约20°左右的延时。

电缆就越宽,不会造成振幅信号延后就越宽。而这个延时一般情况下会对测量导致影响,因为在一定比特率范围内,这个延时并会追随信号频率变化而变化,所以会导致群延时的杂讯。只有在两个以上地下通道一起测量时,传输延时才不会产生影响,尤其是当电压分析仪与电流分析仪一起展开功率测量时,有所不同分析仪之间的延时就不会导致相当大的影响。

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所以测量之前必须根据电缆长度来推算出大体的延时。如果延时过大,则必须用于示波器内的延时校准功能。少见分析仪种类少见分析仪分类如下图右图:图4示波器分析仪分类其中无源分析仪少见的有1×、10×、100×三种规格,一般情况下,1×分析仪多为较低比特率分析仪,限于于测量低频低电压的信号,100×分析仪耐压值一般较高,限于于一些高压测量情景,而10×分析仪的比特率一般都较为低,限于于较高速信号的测量。有源分析仪中,高速差分分析仪限于于高速信号的测量,其比特率很高,而且分析仪阻抗效益较小,但是一般都价格昂贵。

高压差分分析仪一般限于于对高压场合的测试,与无源分析仪比起,不仅输出电压更高,一般都在1000V以上,而且由于其两根测量线对地电阻都十分低,使其可以必要展开非短路测量,比如在测量市电时,无源分析仪的地线必需收到市电的地线上,不能测量L或者N与地线之间的电压,而高压差分分析仪却可以展开给定两线间的测量。电流分析仪用作对电流展开测量,有些电流分析仪不能测量交流,有些也可以展开直流测量。

分析仪的用于注意事项在分析仪的用于上,还必须考虑到一些问题:1、安全性用于分析仪展开测量时,最重要的就是安全性问题。比如用于无源分析仪时,分析仪的地线与示波器的地是相连在一起的,当示波器安全性短路的时候,分析仪是安全性的。但是当示波器没安全性短路时,分析仪的地线就不会不存在一定的电压从而给使用者带给危险性。

具体情况如图5右图:图5图6示波器短路由于Y电容的原因,造成原本的相接地点电压就不出是0V,而是L与N之间电压的一半也就是110V电压,这个电压不会对人体展开损害。所以示波器的测量过程中,一定要确保短路较好,或者使用隔绝变压器展开几乎的安全性隔绝,否则有可能会造成使用者电线。

而且此时如果分析仪的地线是收到了一个较为低的电压上,比如说市电的火线上时,就不会造成整个示波器外壳都具有220V高压,这时人再行触碰示波器时就不会再次发生必要电线,这种情况十分危险性,相等于必要将手放入市电插排。图72、相连顺序分析仪通过示波器电源线的地线间接短路,而被测系统有可能是一个漂浮的系统,为防止危险性,地线必需再行相连到地上,将示波器与被测系统共地,然后才能将分析仪探针点在测试点上。

而当插入分析仪时,也要再行插入探针,然后再行插入地线。3、电阻用于分析仪时,必须考虑到与示波器的给定问题。少见的无源分析仪,一般必须示波器的电阻档位是1MΩ电阻。

而一些有源分析仪则是必须50Ω电阻。用于分析仪前,要看说明书上对应电阻的解释,来自由选择适当的示波器档位与之给定。

4、比特率当用于分析仪展开测量时,整个系统的比特率就是由分析仪比特率和示波器比特率两部分构成的,其中任何一个比特率严重不足,都会造成最后测量结果无法超过拒绝。比如搭配一个100M的分析仪设施一个500M的示波器,那么比特率最少也就只有100M左右,这样就无法充分发挥500M示波器的比特率优势。所以合理自由选择示波器与分析仪,才能让测试比特率超过拒绝。

5、电压自由选择分析仪时,还必须考虑到测试信号的电压,一方面要确保测试电压不要低于分析仪的仅次于输出电压,另一方面也要确保分析仪输入的信号在示波器的可测量范围内。这必须测试者根据测试信号的电压来自由选择分析仪。比如要测量600Vpp的电压信号,就必须自由选择耐压值多达600Vpp的分析仪,而一般示波器仅次于测量电压是80V,所以必须自由选择一个波动比小于8的分析仪。

而如果必须测量的信号是10mVpp的电压信号,则就必须使用无波动的分析仪展开测量。6、地线的影响传统的用于习惯上,示波器的短路方式就是那根长长的短路夹线。这种短路方式,显然是一种非常简单便利的短路方式,但是却并不是一种缜密的、精确的短路方式。图8短路夹线示意图由于地夹线较为宽,其不会构成一个宿主电感Lgnd,随着夹线的快速增长,这个电感也不会减小,而这个电路电感不会和示波器分析仪的输出电容Cin产生谐振。

这就造成示波器的幅频特性显得不平缓,造成测量不精确。右图为用于短路垫时的等效电路。

图9短路夹线等效电路图右图为用该等效电路建模出有的频谱特性曲线:图10频谱特性曲线可以显现出,在60MHz以上的频率,幅度早已产生了多达3dB的过冲,而抵达100M左右时,过冲向最大幅。所以如果使用地垫,测量多达60MHz的信号就不会产生较为大的杂讯。

准确的方式应当是使用短路弹簧。短路弹簧具备十分小的电感,可以大大提高分析仪的比特率。

图11短路弹簧示意图而且用于弹簧,也不会增大短路环路面积,大大较小空间噪声的电磁辐射阻碍。7、补偿电容的调节对于10×无源分析仪,其等效模型如下图右图。


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