我們常常比較關注示波器本身,而忽略了探頭的選擇。實際上探頭是介于被測信號和示波器之間的中間環節,如果信號在探頭處就已經失真了,那么示波器做的再好也沒有用。
在實際測試過程中,我們應當選擇合適的示波器探頭,才能得到準確的測試結果。探頭的性能會對最終的測試結果產生直接的影響,用對了可以成就高性能、高精度的測試,用不好也會成為高端示波器性能表現的瓶頸。
一、探頭分類
常見的示波器探頭有四種:無源探頭、有源探頭、差分探頭和電流探頭。
1. 無源探頭
衰減無源電壓探頭是最常用的探頭,常見的無源探頭帶寬都在500MHz以下,大部分中低端示波器都會標配兩支或四支無源探頭,它是一種非常方便、價格相對便宜的探頭。高壓探頭和傳輸線探頭也是屬于無源探頭的范疇。
2. 有源探頭
有源探頭輸入阻抗高,帶寬也可以做到很高。有源探頭的不利條件是成本高,尺寸大,也需要電源進行供電。
3. 差分探頭
差分探頭分為有源差分探頭和高壓差分探頭。測試高速信號,特別是差分信號時,只能使用對應的有源差分探頭來測試。有源差分探頭具有低的負載效應,更高的信號保真度,高動態范圍以及微小的溫漂等特點。而在很多高壓信號的測試上,一般使用高壓差分探頭測試。
4. 電流探頭
用示波器來測試電流就會用到電流探頭,常用的電流探頭是利用霍爾原理來制作的。它通過測量電路周圍磁場的變化來獲得電流信號。在選擇電流探頭時應該注意幾個主要參數:待測物電流大小、電流頻率、交流還是直流、鉗口的形狀和大小、供電方式、接口形式等。
二、探頭附件
示波器探頭通常會帶一些附件,例如色環、調節棒和探頭保護帽。
1. 色環
紅黃綠藍色的圓圈狀東西,就是色環。可以看到,攤頭上已經套了兩個藍色的。這個色環是塑料材質,一端開口,可以隨時卸下來換上別的顏色,色環不會對被測電路產生影響,只是輔助識別的作用,用在示波器有多個探頭的場合。如下示波器的探頭插口,可以看到有兩種顏色。
如果探頭和示波器是配套的,你可以發現你的探頭已經配好了紅色和藍色的色環,你只需要在使用的時候按照相同的顏色查到示波器插頭插口即可。插反也不會對測量有電路影響,只是在測量的時候好區分。如果你的探頭用壞了,從某寶或市場買來一個,首先得把相應的色環裝好,以便區分探頭通道。
2. 調節棒
文章開始的第一張圖中,最黑的那個棒棒就是調節棒,在最前面有一個扁平的不銹鋼,形似改錐,這個調節棒就是一個改錐,用來調節探頭的補償電容,把你的探頭拿出來,找到螺絲孔,如下圖,探頭補償電容調節孔在插口處,有的在探針那一端。
什么時候需要調,調到什么程度?調節方法:找到示波器的校準信號輸出端口,如下圖,將探極接到信號輸出端口,示波器會出現1KHz的方波型號,觀察信號的波形,調整到很規整為止。
3. 探針保護帽
把探極勾摘掉以后,漏出探針的圖片,常用來測試IC的管腳。看著探極的探針,當你的用它測量IC的某個管腳時,會不會發生不小心碰到周邊管腳或者使得兩條管腳短路的情況?這時候,探針保護冒就起作用了。選擇合適的探針保護帽直接套上去即可。
三、探頭校準
拿到探頭,先要校準,什么樣的探頭需要校準?除無衰減的探頭(1:1)外,都需要校準。校準是探頭首次與一臺示波器使用時必須需要校準,換不同的臺式示波器測量時,都要校準。
無源探頭的校準:校正補償電容。用螺絲刀調節無源探頭上的校正電容,使其波形盡量呈矩形,也就是與示波器良好匹配。
有源探頭的校準:校正直流偏移。有源探頭內含放大器等有源器件,因溫漂等原因而使其在不同環境中引入直流偏移不同。使用前,先插到示波器上預熱幾分鐘,然后進行一次校準。探頭接好示波器面板自帶的1KHz、0.5V的信號,按VerticalàCal Probe(main),稍等幾分鐘后示波器就自動校準好了。
電流探頭的校準:探頭接在示波器的通道1上,按下電流探頭上“DEGAVSS”和“BALANCE”按鈕調校和校零,校零好后,示波器上CH1顯示出單位“mA”。
四、注意事項
????手不要觸摸探頭;
探頭地就近接被測信號的地;
探頭探針就近接被測信號管腳,探頭要盡量與電路板PCB板面垂直;
測量時,盡量減小探頭探針與探頭地所構成環路的面積;
探頭的地線不要懸空,只能接電路板上的地線,不可以搭接在電路板的正負電源端。????
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