如何使用示波器探頭 2007 航空航天測量技術。 ,. 27. No. 1 文章編號：1000-7202 (2007) 01-0056-04 CLC 編號：TM935。 3 如何使用示波器探頭 張文娟（上海航天飛控中心，廣州） 文檔編號：A 摘要 示波器探頭是檢測系統的重要組成部分，其重要任務是保證信號高保真地傳輸到示波器上。 與所使用的示波器正確匹配對于獲得最高的信號保真度和檢測精度尤為重要。 可靠的探頭是建立測試系統的基本要素。 從示波器探頭的特點、分類、基本工作原理和選型等方面介紹了示波器探頭的使用方法。 關鍵詞 示波器探頭負載效應—juan(,),。

信號示波器高壓探頭使用方法， -。 y，，長袍，-。 前言所謂探頭可以是連接在測試線和被測儀器之間的任何導體。 它可以只是一根裸線或同軸電纜。 但并不是所有的導體都能達到探頭的基本目的，即將測試線中的信息高保真地傳輸到測試儀器。 準確的檢測來自探頭的尖端。 與所使用的示波器正確匹配對于獲得最高的信號保真度和檢測精度非常重要。 可靠的探頭是建立測試系統的基本要素。 收稿日期：2006-08-29 作者簡介：張文娟（1969年生），女，主要研究領域：測量與測試。 示波器探頭的分類及特點 2.1 探頭的分類 示波器探頭從功能上分為電流探頭和電壓探頭； 從電路原理上來說，大致分為無源探頭和有源探頭。

無源探頭分為高壓無源探頭、SMD無源探頭、5O（分配器無源電流探頭（低阻抗/高頻）等。有源探頭分為有源（場效應管）電流探頭、有源電壓探頭和差分探頭，等期間如何使用示波器探頭？57?2.2探頭的性能特點無源探頭只含有內阻、電容等無源元件，是最常見的普通探頭，這類探頭一般都會對輸入信號進行衰減，用于檢測典型的信號和電流電平，它以經濟的價格提供易用性和廣泛的功能。無源電流探頭是最常用的示波器探頭。有源探頭包含有源電子器件以提供放大功能。這種類型的輸入電容探頭很小，而且探頭的帶寬比無源探頭更寬，因此廣泛應用于檢測高速、高頻信號。 另外，簡單介紹一下差分探頭的性能特點。 差分探頭是有源探頭。 隨著信號速度的提高，差分信號變得越來越普遍。 所謂差分信號是指信號之間相互參考，而不是參考地。 差分探頭通?？梢詫崿F更高的性能，提供高共模比 (CMRR)、寬頻率范圍、在輸入之間實現最小時間偏差。 具有高輸入阻抗、低輸入電容的特點。 高帶寬、低電路負載、低噪聲的良好特性為高速電路設計人員提供了便利。 這里我們以基本工作原理 一般無源探頭為例，介紹一下探頭的工作原理。 3.1 探頭的屏蔽 示波器探頭是檢測系統的重要組成部分。 它的第一個重要任務是確保信號高保真地傳輸到示波器，但如果我們只是用一根導線代替探頭，使導線起到天線的作用。

它可以將許多不需要的電磁干擾信號反向注入到被測電路中，從而給觀測信號帶來不必要的噪聲。 為了減少這種噪聲，我們在探頭原理設計中首先對電纜進行了屏蔽。 示波器探頭的屏蔽電纜通過 BNC 連接器在示波器上接地，并通過位于探頭尖端的地線連接到被測電路，從而保證良好的屏蔽并減少反射噪聲。 3.2 探頭的負載影響 每個探頭都有其輸入阻抗，包括內阻、電容和電感。 這就造成了探頭帶來的負載效應，直接影響被測電路。 因此必須考慮探頭的特性和測試電路的阻抗。 熟悉示波器探頭的工程師都知道，1:1示波器探頭主要由電纜和測試頭組成。 串聯時無內阻。 探頭對其工作頻率范圍或有用帶寬內的信號沒有衰減影響。 然而，由于這些探頭將其自身的電容和電纜電容與測試點處示波器的輸入阻抗連接起來，因此它們具有負載效應。 當信號頻率降低時，探頭的電容和負載效應變得更加明顯，如圖所示。 1、探頭等效電路圖 為了減小負載效應，我們可以在探頭中減少一個與示波器輸入阻抗串聯的阻抗，這個阻抗起到分壓器的作用，使輸入電流不能完全加到示波器的輸入端。 示波器的標準輸入內阻為1Mn，需要在探頭上串聯9Mn內阻尺，使探頭尖端的輸入阻抗在低頻時為10Mn，如圖2所示。

這是探頭的簡化等效電路。 風是示波器的輸入阻抗。 它與Qiu 構成10:1 分壓器。 Ccomp 為補償電容。 調整它使探頭與示波器相匹配，從而保證尖端獲得更好的頻率響應。 100:1衰減器探頭，其輸入電容較低，探頭的額定電流值很高，適用于檢測電流較高的場合。頻率響應和范圍規定了探頭正常工作的頻率。 探頭的上升時間通常被認為是比帶寬更重要的技術參數，帶寬與其上升時間成正比。 由于探頭本身具有分布電容，加上電容的充放電特性，探頭的電容會乘以示波器的輸入電容，直接影響系統的有效帶寬。 例如，示波器和探頭的帶寬都是，其上升時間為3.5ns。 因此，由于上述原因，系統的上升時間為￡=~/(t2+￡2d)=4。 95ns 因為~W(MHz)=35Yt(ns) 所以： 猶豫=7m 因此，為了保證指定的示波器帶寬，這就要求探頭本身的帶寬比示波器寬很多。 3.4 地線電感 探頭地線電感對探頭特性的影響是示波器用戶容易忽視的一個問題，因為探頭地線電感與探頭輸入電容產生串聯諧振電路，探頭地線電感會與探頭的輸入電容產生串聯諧振電路。過大的地線電感會使示波器顯示的上升時間變差。

特別是在檢測高頻、快速上升沿信號時，探頭的地線必須盡可能短。 使用示波器探頭時應考慮的幾個主要影響因素從上述示波器探頭的工作原理可以看出，示波器和示波器探頭的特性都影響著示波器的使用。 理想的探頭不會對檢測到的信號產生任何影響，能夠在不改變信號的情況下，以足夠的精度真實地將信號反映在示波器上。 而且，這些理想的探針在現實中并不存在。 任何探頭都是被測電路的負載，會影響檢測質量。 影響示波器探頭使用的主要原因有以下幾個： 4.1 輸入電容的影響 示波器探頭的輸入阻抗隨待測信號頻率的變化而變化。 由式（1）可知，待測信號的頻率越高，探頭的頻率也越高。 輸入正電阻越大。 在檢測高速高頻信號時，使用不同類型的探頭，其輸入阻抗和帶寬不同，會得到不同的測量結果。 幾種常用示波器探頭的輸入阻抗/頻率特性如圖3所示?？梢钥闯?，當高于1kHz時，10:1無源探頭的輸入阻抗在10MQ處最高。 1:1無源探頭的輸入阻抗為1MQ，有源探頭的輸入阻抗也是1MI2，但當頻率高于100kH時，有源探頭的輸入阻抗比無源10低： 1 個探頭。 同軸分壓探頭的低頻阻抗為500Ω，但在很高頻率時（如下圖），其輸入阻抗是四種探頭中最高的。

因此，在檢測困難的頻率信號時，應使用同軸分壓探頭或有源探頭。 /A』1M，B100k\\. \1OkC/′\\\lk\\\\\\1D\\0.1\。 A: 10:1 無源探頭 (10pF/10~Q) B: 有源探頭 (10pF/1M0) C: 1:1 無源探頭 (100pF/1M0) D; 同軸源探頭（O.15pF/5oo0）常用示波器探頭電阻j頻率特性圖4.原理中已經討論了2相線電感的影響，探頭的輸入電容和地線電感產生一個諧振電路，諧振電路實際上是一個低通混頻器。 限制探頭/示波器組合的有用帶寬。 為了減小地線的電感，應盡可能縮短地線的粗細。 因此，使用探頭/示波器時，組合帶寬應低于被測信號帶寬的3至5倍。 3-54 比被測信號的上升時間更快。 3 電纜粗細的影響可以從3.3節的描述中看出，因為探頭本身有分布電容，加上電容的充放電特性，探頭的電容與示波器的輸入電容相乘，將直接影響系統的有效帶寬。 輸入電容越大，系統的有效帶寬越窄。 為了擴大系統的有效帶寬，需要減小探頭的輸入電容。

無源探頭的輸入電容主要是電纜電容，取決于電纜的厚度。 為了增加輸入電容，需要選擇分布電容較小的電纜并減小探頭電纜的寬度。 需要注意的是，探頭的電纜寬度確定后，探頭/示波器的輸入電容就由探頭的分壓比決定。 探頭分壓比的減小將減小輸入電容，從而擴大有效帶寬。 由于分壓，待測信號的幅度也會減小。 對于100:1無源探頭，即使~L10:1探頭的輸入電容很小，待測信號的幅度也會減小示波器高壓探頭使用方法，因此只有在檢測高分壓比時才使用分壓比較大的探頭。幅度信號。 探頭選擇應考慮幾個激勵因素理想的探頭應使檢測對被檢測電路沒有影響，使探頭/示波器組合能夠真實地反映信號而不改變信號。 經過上述討論，我們通常建議檢測系統的上升時間比被測信號快3-5倍，示波器探頭的選擇應滿足實際使用的要求。 總結并考慮以下幾點： 如何使用示波器探頭？ 59？ 5.1 與示波器結合后的感應帶寬——應選擇相同或更高帶寬的探頭； 輸入電容——應選擇補償范圍覆蓋示波器額定輸入電容探頭。 5.2 實際檢測觸發探頭負載——高阻抗探頭10Mn提供最低的幅度偏差，但接觸電容會影響波形邊緣； 波形上升時間——無源探頭與示波器的輸入電路配合提供系統帶寬，影響波形的上升時間； 峰值電流 - 無源電流探頭的峰值電流通常為 420V，高壓探頭可處理 1.

5kV～40kV電流； 波形幅度 - 無源探頭的最大輸入電流被指定為輸入電流的有效值，CATII。 5.3 機械要求的激勵措施 大型探頭 - 更容易連接到測試點，更容易操作。 超大探頭可用于檢測必須與多個探頭緊密連接的新型潮汐電路； 小探頭——更耐用； 探頭尖端——材料和設計會影響探頭觸點的耐用性，而緊湊的探頭結構可以改進電子設備。 表現。 5.4 實際應用領域 激勵設計——高頻、特殊目的； 修復——高低頻兼備、專用、通用、絕對相對檢測； 制造-低頻、通用、相對檢測。 還有其他檢測觸發因素，例如環境條件，需要根據具體情況進行考慮。 推薦幾個常用的選項： 無源電流探頭：適合解決常見的電流檢測。 有源電流探頭和同軸分壓探頭：適合解決高速高頻信號測量。 大電流差分探頭：適合解決大電流浮地檢測。 結論 現代示波器有各種類型的探頭，但它們的基本功能是直接檢測被測源上的信號并提高示波器的輸入阻抗。 使用不同的探頭會導致不同的檢測結果。 這是因為探頭的機械和電氣特性直接影響檢測質量。 因此，正確選擇和使用合適的示波器探頭進行檢測是信號檢測的關鍵步驟。 也就是說，我們應該盡量減少探頭輸入內阻、電容、相線電感和規格所造成的影響，以獲得滿意的檢測結果和理想的檢測質量。

21世紀航空航天科技發展與展望峰會暨中國宇航學會第二屆學術峰會在北京召開，闡述和研究新世紀航空航天科技發展與前景，慶祝中國宇航學會成立中國航天工業。 “21世紀航空航天科技發展與展望高峰論壇暨中國宇航學會第二屆學術峰會”于3月1日至6日在廣州友誼賓館舉行。 來自兩學院的21名教授、400余名代表參加了本次峰會。 本次峰會暨晚會的主題是“繁榮學術，促進創新”。 中國文聯副主席欒恩杰、國家航天局副局長羅格、總兵器部電子信息部副主任李濟南、航天總工程總監馬興瑞航天科工集團公司科技委書記夏國紅出席閉幕式并致辭。 本次峰會名譽主席、省人大常委會副主任、中國科學技術大學校長路甬祥發來唁電表示祝賀。 閉幕式還舉行了榮譽會員頒獎儀式。 經總兵器部政治部批準，中國宇航學會授予費俊龍、劉伯明、景海鵬、吳杰為中國宇航學會榮譽會員。 他們是繼楊利偉、聶海勝、翟志剛之后第二批獲得這一稱號的航天員。 會上，十余位國家部委領導、航天與國防專家、兩所教授等做了主旨報告。 其中，國家航天局副局長羅格，中國航天科技集團公司總工程總監馬興瑞，中國工程院教授、科委書記王立恒科技集團中國航天科工集團公司科技委書記夏國紅、中國航天科工集團公司總工程師楊海??成、國防科學院戰略研究所所長楊毅作作了題為《中國航天“十一五”發展重點》、《航天技術及其產業化發展》、《加強國際空間法研究保障我國航天事業健康發展》、《航天軍民融合發展》的報告軍民兩用技術》、《數字空天信息技術發展》、《戰略機遇期國家安全》，中國工程院教授、中國航天科技集團公司科學技術委員會顧問張貴田，教授中國科學技術大學教授、航天科技集團公司三院顧問葉培建、中國航天科技集團公司總工程師楊海??成、中國工程院院士張魯前中國航天科技集團公司科學技術委員會顧問，還討論了中國輕型萊克動力系統、空間電子對抗信息戰、深空探測技術。 討論了發展和前景等話題。

在接下來的三天時間里，來自航空工業、中國科學大學及其他相關領域的400余名專家、學者、專業技術人員代表分為4組，圍繞空間科學、航天等四個主題進行交流。技術和空間應用。 本次共收到論文300余篇，其中會議宣讀論文100余篇。 最終，會議技術委員會評選出15篇論文獲得優秀論文獎，并對獲獎者給予獎勵。 本次會議成功促進和加強了專家學者之間的學術交流和相互了解，取得了很好的交流效果。

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