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示波器探测执行效能最隹化的8大秘诀

作者:王岫晨时间:2019-04-15来源:CTIMES收藏

技术对於高品质的测量来说,是非常重要的。而探棒通常是测量链中的第一环。如果探棒的性能不足,就会在上看到失真讯号或误导讯号。为测试应用选择恰当的探棒是执行可靠测量的第一步。而如何使用探棒,也会影响执行精确测量的能力,以至於影响获得有用的测量结果。本文将透过8个重要秘诀,帮助工程师为自己的应用选择适当探棒,提高示波器能力,并避免最常见的陷阱。

本文引用地址:http://littleridinghoods.com/article/201904/399478.htm

图一 : 选择恰当的探棒是执行可靠测量的第一步。而如何使用探棒,也会影响获得有用的测量结果。

秘诀1 选择被动或主动探棒

对於低於600-MHz的中低频测量来说,被动高阻抗探棒是很好的选择。这些探棒坚固耐用且价格经济,具有大於300 V的宽动态范围和高输入阻抗,因此可与示波器的输入阻抗相匹配。不过,和低阻抗被动探棒或主动探棒相比,被动探棒具有更高的电容负载,而且频宽较低。总之,对於绝大多数类比或数位电路的通用除错和故障诊断来说,高阻抗被动探棒都是一个极好的选择。

对於在宽频范围上(大於600MHz)需要执行精确测量的高频应用来说,最好选用主动探棒。主动探棒比被动探棒价格较高,并且其输入电压有限,但是由於它们的电容负载显着降低,因而能更精确地观察快速讯号。

秘诀2 使用双探棒检查探棒负载

探测电路之前,先将一个探针连接到电路上的一点,然後再将第二个探棒连接到同一点。在理想状况下,会看到讯号无任何变化。如果讯号产生变化,这个变化是由探棒负载引起的。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)连接到待测电路,它能对待测讯号执行精确复制。但在现实世界中,探棒是测量的一部分,它会向电路载入负载。

如欲检查探棒的负载效应,首先要将探棒连接到待测电路或一个已知的步进讯号,另一端连接到示波器的输入端。在示波器显示幕上观察此轨迹,然後保存,再在显示幕上调用以使迹线保留在显示幕上执行比较。之後可将相同类型的另一个探棒连接到同一探测点,观察在使用两个探棒执行探测时原始迹线有何变化。为了更隹执行探测,可能需要对探测执行调整,或者使用较低负载的探棒。

秘诀3 使用前的探棒补偿

大多数探棒在设计时,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。所以在将探棒连接到示波器的输入端之前,一定要确保首先检查探棒补偿,因为此探棒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,大多数被动探棒都采用内建补偿RC分压器网路。探棒补偿是调整RC分压器的过程,以使探棒维持在额定频宽上的衰减率。如果示波器能够自动补偿探棒性能,使用该功能将会非常有用。否则,可使用手动补偿来调整探棒的可变电容。大多数示波器在前置面板上都可提供方波叁考讯号以对探棒提供补偿。

秘诀4 低电流测量秘诀

随着当前电池供电设备和积体电路变得越来越注重环保和高效能,工程师迫切需要高灵敏度的低电平电流测量能力,以确保电流消耗处於可接受的范围之内。需要精确测量功耗的主要应用,是无线行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×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。

测量由电池供电的行动设备的电流消耗,最主要的挑战是电流讯号的动态范围非常宽。行动设备通常需要在活动状态,与闲置或待机电流模式之间来回切换。可是,这种方法并不适合测量从不到1毫安培快速变到几安培的小电流, 因为钳形电流探棒的动态范围和灵敏度都非常有限,仅有几毫安培。而且,为获得更精确的测量,工程师必须不定期地对探棒执行消磁处理,以消除探棒核心的残馀磁性,并补偿钳形电流探棒的直流偏置。

秘诀5 使用差动探棒执行安全浮动点测量

示波器使用者经常需要执行浮动点测量。在这种测量中,任何测量点都不能潜在接地。在执行标准示波器测量时,探棒连接到讯号点,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讯号差。大多数示 波器都将其讯号接地终端(或BNC介面的外壳)连接至防护接地系统。此举可使示波器上的所有讯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於「接地」来说的。本质上,将接地连接器连接到任何一个浮动点都可使探测点接地,这常常造成尖峰或电路故障。那麽应如何应对这种浮动点测量问题呢,目前执行浮动点测量有一个很流行,但却不太可取的解决方案,那就是AB技术,它使用两个单端探棒和示波器的运算函数来执行浮动点测量。



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关键词: 示波器 探测

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