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[分享]无源探头使用注意的问题

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0楼发表于: 2009-06-01 15:42:51

  探头使用中注意的一些问题
    我们很多测量的时候都使用无源探头，而这个看似很简单的部件常常被大家忽略，要很好地测量，探头还是很有讲究的。下面几点是示波器使用中需要注意的问题：
   首先是带宽，这个通常会在探头上写明，多少MHz。如果探头的带宽不够，示波器的带宽再高也是无用，因为探头瓶颈原因信号无法不失真输入到示波器。所以探头带宽的选择至少高于标称的带宽。严格意义上来说示波器的带宽本生就包括了探头系统的带宽，Siglent(鼎阳科技)的示波器就是一个很好例子，他们提供的示波器比如标称是100MHz，那么就是指包括探头在内的整个通道的带宽是100MHz

其次就是探头的阻抗匹配。探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节。通常在探头的靠近示波器一端有一个可调电容，有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容。它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的。如果阻抗不匹配的话，测量到的波形将会变形。调节示波器探头阻抗匹配的方法如下：把探头接到通道上，然后直接把探头尖端钩子接到示波器“探头元件～3V”连接器上，基准导线接到“探头元件接地”连接器上，显示通道，然后按下“AUTO”按钮。此时检查所显示波形的形状（一般示波器都带有这输出端子，通常是1KHz的方波信号），方波的上、下两边是否水平。如果出现过冲、倾斜等现象，则说明需要调节探头上的匹配电容。用小螺丝刀调节之，直到上下两边的波形都水平，没有过冲为止。当然，可能由于示波器探头质量的问题，可能调不到完全无失真的效果，这时只能调到最佳效果了。

再次就是确保示波器中的“衰减”与探头上的“衰减”相匹配。探头上有一个选择量程的小开关：X10和X1。当选择X1档时，信号是没经衰减进入示波器的。而选择X10档时，信号是经过衰减到1/10再到示波器的。因此，当使用示波器的X10档时，应该将示波器上的读数扩大10倍（有些示波器，在示波器端可选择X10档，以配合探头使用，这样在示波器端也设置为X10档后，直接读数即可）。当我们要测量较高电压时，就可以利用探头的X10档功能，将较高电压衰减后进入示波器。另外，X10档的输入阻抗比X1档要高得多，所以在测试驱动能力较弱的信号波形时，把探头打到X10档可更好的测量。但要注意，如果不确信号电压高低时，应当先用X10档测一下，确认电压不是过高后再选用正确有量程档测量，养成这样的习惯是很有必要的，这样对自己的安全负责也避免了示波器的烧坏。常有人问，为什么用示波器看不到晶振引脚上的波形？一个可能的原因就是因为使用的是探头的X1档，这时相当于一个很重的负载并联在晶振电路中，导致电路停振了。正确的方法应该是使用探头的X10档。这是使用中应当注意的，即或不停振，也有可能因过度改变振荡条件而看不到真实的波形了。

另外示波器探头在使用时，要保证地线夹子可靠的接了地（被测系统的地，非真正的大地），不然测量时，就会看到一个很大的50Hz的信号，这是因为示波器的地线没连好，而感应到空间中的50Hz工频市电而产生的。如果你发现示波器上出现了一个幅度很强的50Hz信号（我国市电频率为50Hz），这时你就要注意下看是否是探头的地线没连好。由于示波器探头经常使用，可能会导致地线断路。检测方法是：将示波器调节到合适的扫描频率和Y轴增益，然后用手触摸探头中间的探针，这时应该能看到波形，通常是一个50Hz的信号。如果这时没有波形，可以检查是否是探头中间的信号线是否已经损坏。然后，将示波器探头的地线夹子夹到探头的探针（或者是钩子）上，再去用手触摸探头的探针，这时应该看不到刚刚的信号（或者幅度很微弱），这就说明探头的地线是好的，否则地线已经损坏。通常是连接夹子那条线断路，通常重新焊上即可，必要时可更换，注意连接夹子的地线不要太长，否则容易引入干扰，尤其是在高频小信号环境下。示波器探头的地线夹子应该要靠近测量点，尤其是测量频率较高、幅度较小的信号时。因为长长的地线，会形成一个环，它就像一个线圈，会感应到空间的电磁场。另外系统中的地线中电流较大时，也会在地线上产生压降，所以示波器探头的地线应该连接到靠近被测试点附近的地上。最好的情况就是不要使用配置的钳夹地线，把地线拔下来在探头尖端裸露的金属部分套上配置的近地线（一个圆环状），这样大大缩短地线长度，很大避免了地线的噪声干 ..

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