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选择示波器探头应该注意哪些因素?

西安安泰测试设备有限公司 2020-02-25 21:04:19 262  浏览
  • 示波器探头对于测试测量是至关重要的一环。探头配合示波器,组成一套工程师jing准、安全、可靠的测试系统。面对不同的测试需求和示波器,工程师如何在众多的探头型号与品牌中做出正确选择?以下五大要素需要特别注意:


    三、专用性

    探头是为了满足示波器不同的需求而研发的,因此它属于专用性的附件。这种专用性体现在不同量程的选择和与之配套的示波器不同接口的选择上。选择探头必须二者结合,综合考虑。

     

    四、精确度

    电子测试测量时必须严格考量探头各项指标,对测试电路及示波器测试系统的影响,设计示波器和探头的合理匹配,综合考量带宽、电阻、电容、电感各项参数指标,而且要考虑到整个测试系统的探头方便连接操作,才能避免产生不必要的因素从而影响整个测试的准确度

     

    五、售后服务体系

    探头使用的测试环境复杂,不可避免地会频繁反复的使用,人为操作常常失误,使其成为名副其实的示波器设备的易耗品。因此,专业,及时,准确的售后服务,定期能够进行专业的校准,才能保证优异的测试能力,从而保护甚至探头的使用寿命。

     


    据不完全统计,世界上80%的电子工程师都在使用泰克示波器,同样,泰克原装探头的普及率也非常高。泰克探头使用方便,操作性高,仪器可自动识别探头的型号。泰克有着丰富的探头种类,小到几十毫伏,大到几百伏,在大量程的范围下,观测信号细微的小变化,泰克的探头都能轻松搞定,能满足不同项目情况下的测试需求。

    测试普通的电压信号,泰克低成本的通用测试无源探头就能轻松解决;测试高压差分信号,泰克高压差分探头是优选的工具;测试低压差分信号选择低压差分探头;便捷高灵敏度电流信号测试工具选择泰克电流探头.......不论何种测试需求,泰克都能提供完整的设备以及附件解决方案。

     


    西安安泰测试设备有限公司作为泰克长期忠诚的合作伙伴,具备专业的选型能力和测试方案提供能力。经过十多年的发展,已经为西安本地,乃至西北地区的院校研究所企事业单位提供过优异的解决方案,深得客户好评。欢迎有需要的工程师和电子爱好者,访问公司网站或者电话联系咨询。



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选择示波器探头应该注意哪些因素?

示波器探头对于测试测量是至关重要的一环。探头配合示波器,组成一套工程师jing准、安全、可靠的测试系统。面对不同的测试需求和示波器,工程师如何在众多的探头型号与品牌中做出正确选择?以下五大要素需要特别注意:


三、专用性

探头是为了满足示波器不同的需求而研发的,因此它属于专用性的附件。这种专用性体现在不同量程的选择和与之配套的示波器不同接口的选择上。选择探头必须二者结合,综合考虑。

 

四、精确度

电子测试测量时必须严格考量探头各项指标,对测试电路及示波器测试系统的影响,设计示波器和探头的合理匹配,综合考量带宽、电阻、电容、电感各项参数指标,而且要考虑到整个测试系统的探头方便连接操作,才能避免产生不必要的因素从而影响整个测试的准确度

 

五、售后服务体系

探头使用的测试环境复杂,不可避免地会频繁反复的使用,人为操作常常失误,使其成为名副其实的示波器设备的易耗品。因此,专业,及时,准确的售后服务,定期能够进行专业的校准,才能保证优异的测试能力,从而保护甚至探头的使用寿命。

 


据不完全统计,世界上80%的电子工程师都在使用泰克示波器,同样,泰克原装探头的普及率也非常高。泰克探头使用方便,操作性高,仪器可自动识别探头的型号。泰克有着丰富的探头种类,小到几十毫伏,大到几百伏,在大量程的范围下,观测信号细微的小变化,泰克的探头都能轻松搞定,能满足不同项目情况下的测试需求。

测试普通的电压信号,泰克低成本的通用测试无源探头就能轻松解决;测试高压差分信号,泰克高压差分探头是优选的工具;测试低压差分信号选择低压差分探头;便捷高灵敏度电流信号测试工具选择泰克电流探头.......不论何种测试需求,泰克都能提供完整的设备以及附件解决方案。

 


西安安泰测试设备有限公司作为泰克长期忠诚的合作伙伴,具备专业的选型能力和测试方案提供能力。经过十多年的发展,已经为西安本地,乃至西北地区的院校研究所企事业单位提供过优异的解决方案,深得客户好评。欢迎有需要的工程师和电子爱好者,访问公司网站或者电话联系咨询。



2020-02-25 21:04:19 262 0
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如何正确选择和设置示波器探头?

探头的作用至关重要,为实现测量的最优结果,必须进行折中,特别是在进行高精度测量时。有时示波器标配的无源探头并不是实现最佳精度的解决方案。因此,在给示波器选配探头的时候,如何正确选择探头是非常重要的,今天安泰测试就给大家分享一下如何正确选择探头和设置示波器探头,希望对大家有所帮助。

1、选择适当衰减比的探头。最大限度地降低衰减,使信噪比达到最优。在精确测量中,非常重要的一点使信号幅度达到最大,同时使外部噪声达到最小。探头选择是关键的第一步。

电压探头与示波器的输入阻抗构成电压分路器(如1X、10X、100X),会衰减输入信号。1X探头不会降低或衰减信号,10X探头则会把输入信号降低到原始信号幅度的1/10。示波器通过放大信号来补偿这种衰减,遗憾的是,示波器也会放大探头引入的任何噪声。从信噪比角度来看,最优探头应该没有衰减或衰减很低的。

2、使用短地线。最大限度地降低噪声耦合。所有电压测量都是相对于参考源进行的,这个参考源通常是“接地”。准确的测量,特别是低压测量,尤其依赖到参考电压的低阻抗路径。为使信号失真和引入噪声达到最小,使用的接地线应尽量短。

尽管标准无源探头上的长地线会方便连接信号,但地线电感会与输入电容谐振,在快速边沿上导致振铃。由探头尖端和地线构成的大环路面积会把噪声磁耦合到信号中。此外,地线的感性电抗与开关器件等噪声源接近,会把噪声耦合到信号中。比较好的解决方案是最大限度地缩短地线长度,并尽可能接近信号端,把它连接到参考点上(如果条件允许建议使用接地弹簧)。

3、使用探头的硬件滤波。当选择某些有源探头时可以选择性使用内置探头滤波器降低噪声。许多有源差分电压探头或电流探头标配带宽滤波功能。有时为灵活起见,探头机身内置的带宽滤波功能提供了多种带宽设置。

在某些情况下,在选择其中一个带宽滤波器时,探头会与示波器通信,另外还会在示波器前端打开硬件滤波功能。这进一步降低了系统噪声,有助于提高系统的信噪比。滤掉不想要的噪声可以查看进一步细节,获得更高的测量分辨率。

左侧AC+DC信号。右侧去掉了DC分量, 成比例缩放AC分量,以改善分辨率

4、使用探头的DC偏置来测试小的AC信号。在涉及大电压时,人身安全及设备可靠性至关重要,以便检验最大电压完全落在测试系统的“绝对”或“非破坏”最大输入指标内。此外,为准确测量,非常重要的一点是信号要保持在标称工作范围内(如有源探头的线性范围或动态范围内)

如果说接近低电平的小信号测量极具挑战性,那么测量位于大DC电压信号上的低压AC信号的难度则要大得多。在电源上进行纹波测量是这种应用的常见实例。进行DC 偏置可能会涉及探头设置以及示波器前端设置。在DC 偏置上测量低电压信号最简单的技术是使用参考地电平的探头采集整个信号,然后测量AC分量 (图10左图)。DC偏置技术不允许AC、信号测量全面利用测量系统的动态范围,信噪比会很差。

总结:

随着电力电子技术,新材料及器件技术的高速发展,当今工程师面临着,更快,更小,更复杂信号的调试挑战。更加准确的测试不仅仅体现在测试设备本身的硬件指标,还要考虑整体的测试系统的性能。

以上内容由安泰测试为大家分享,如您在选择和使用示波器探头过程中有什么问题,欢迎访问安泰测试官网,安泰测试有专业的技术团队帮咱答疑解惑。


2021-10-11 16:51:20 540 0
如何选择与示波器匹配的探头

示波器问题对探头选型的影响与信号源问题一样重要。如果探头与示波器不匹配,将损害探头的示波器一端信号保真度。那么如何选择与示波器匹配的探头呢,今天普科科技PRBTEK就简单给大家分享一下:

普科科技PRBTEK建议在选择示波器探头时应该注意以下几个指标:
       带宽和上升时间

必需认识到,示波器及其探头是作为一个测量系统一起工作的。因此,使用的示波器带宽和上升时间指标应大于等于使用的探头指标,使其足以检查信号。
    一般来说,探头和示波器之间的带宽和上升时间交互非常复杂。由于这种复杂性,大多数示波器制造商对为用于特定示波器的特定探头型号中的探头JD指定了示波器带宽和上升时间。为保证为计划检查的信号提供足够的示波器系统带宽和上升时间,遵循示波器制造商的探头建议。
    输入电阻和电容
    所有示波器都有输入电阻和输入电容。为zui大限度地传送信号,示波器的输入电阻和电容必须与探头输出的电阻和电容相匹配,具体关系如下:
    

更具体地说,50欧姆示波器输入要求50欧姆探头,1兆欧示波器输入要求1兆欧探头。在使用适当的50欧姆适配器时,1兆欧示波器也可以与50欧姆探头一起使用。

探头与示波器电容也必须匹配,这通过选择为用于特定示波器型号而设计的探头选型实现。此外,许多探头都具有补偿调节功能,通过补偿微小的电容变化,可以精确地实现匹配。在探头连接到示波器上时,应该完成的第-件事是调节探头的补偿功能(参见第-章中的“补偿”)。探头与示波器未能正确匹配(包括通过选择适当的探头及进行适当的补偿调节),可能会导致明显的测量误差。
    灵敏度
    示波器的垂直灵敏度范围决定着信号幅度测量的整体动态范围。例如,垂直显示范围为10格、灵敏度范围在1 mV/格- 10 V/格之间的示波器的实际垂直动态范围大约是0.1 mV - 100 V。如果计划测量的各种信号幅度范围在0.05mV- 150V之间,那么这一示波器的动态范围在低端和高端都达不到要求。但是,通过为要处理的各种信号选择适当的探头,可以弥补这一缺点。
    对高幅度信号,通过使用衰减器探头,可以向上扩展示波器的动态范围。例如,10X 探头把示波器的灵敏度范围有效地向_上移十,这一示波器的灵敏度范围将是1 mV/格-100 V/格。这不仅为150V信号提供足够的范围,而且还提供了1000V的DJ示波器显示范围。但是,在把任何探头连接到信号之前,-定要保证信号不会超过探头的zui大电压功能。
    注意
    一直要观察探头的zui大规定电压功能。把探头连接到超过其功能的电压上,可能会导致人身伤害及设备损坏。
    没对低幅度信号,通过使用探头放大器系统,可以把示波器范围扩展到较低的灵敏度上。这一般是差分放大器,如可以提供10 μV/格的灵敏度。
    这些探头放大器系统专用程度高,是为了与特定的示波器型号匹配而设计的。结果,在选择示波器时一定要检查制造商为差分探头系统推荐的附件,以满足小信号应用要求。
    注意
    差分探头系统通常包含灵敏的器件,过压可能会损坏这些器件,包括静电放电。为避免损坏探头系统,一直应遵循制造商的建议,并遵守所有注意事项。

读数功能

大多数现代示波器在屏幕上提供了垂直灵敏度和水平灵敏度设置(伏/格和秒/格)的读数。这些示波器通常还提供了探头传感和读数处理功能,从而读数可以正确跟踪使用的探头类型。例如,如果使用10X探头,通过以10X系数调节垂直读数,示波器应大体反映灵敏度。如果使用电流探头,垂直读数将从伏/格变为安培/格,以体现正确的度量单位。
    为利用这些读数功能,应使用兼容示波器读数系统的探头。也应该遵循制造商与特定示波器一起使 用探头的建议。这对新型示波器尤其重要,其可能具有许多.通用探头或商用探头没有全面支持的高级读数功能。
    如何匹配相应探头?
    对任何给定应用,实际上并没有“合适的”探头选型,而只有“合适的”示波器/探头组合选项,它们首先取决于界定的信号测量要求,包括:
     信号类型(电压,电流,光接口等等)
     信号频率成分(带宽问题)
     信号.上升时间
     信号源阻抗(电阻和电容)
     信号幅度(zui大值,最小值)
     测试点形状(带引线的器件,表面封装等)
     如果您在选择示波器探头中有什么问题,欢迎咨询普科科技PRBTEK,公司有专业的技术团队帮您选型。


2021-01-15 15:10:01 478 0
低压测量中对示波器探头的选择

示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要,它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线,复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰,而且本身等效电容较大,造成被测电路的负载增加,使被测信号失真。

几乎所有示波器都标配了10X衰减无源探头,因为这种探头是在多种应用中进行测量的佳选择。为覆盖范围广泛的应用,通用探头的带宽一般在DC-500MHz,一般能够测量几百伏的电压。进行低压测量的用户通常会落入使用示波器标配10X探头的陷阱——后得到的结果并不准确,因为10X无源探头在毫伏级的低压范围内并不能准确地进行测量。

在进行低压测量时,必需考虑示波器的灵敏度、探头衰减、系统噪声、探头接地、探头输入阻抗、AC耦合、探头偏置和探头带宽。

大化示波器的垂直灵敏度

垂直灵敏度表明了示波器垂直放大器能把信号放大到多大。在大多数泰克示波器上,在没有连接探头的情况下,Z灵敏的垂直设置是1mV/格。如图1所示,在连接2X探头时(通道1),测量系统的最小垂直标度因数是2mV/格;在连接10X探头时(通道2),最小的垂直标度因数是10mV/格。

图1:2X探头(CH1)和10X探头(CH2)最低的系统垂直分辨率

许多泰克示波器有10个竖格。在10mV/格设置的系统中使用10X探头时,100mV信号会把屏幕填满(10mV/格×10格)。我们仍使用10mV作为低压测量实例。在使用10X衰减探头时,把示波器通道调节到最小垂直标度10mV/格,这个信号在屏幕上只跨过了1个竖格。这个实例在图2中显示为通道2上的蓝色轨迹。但是,在使用2X探头测量同样这个10mV信号时,它将跨过5个竖格,因为这条通道的垂直灵敏度可以调节到2mV/格。图2也显示了使用2X衰减进行的10mV测量,如图2上的黄色轨迹所示。

图2:探头(CH1)和10X探头(CH2)进行的10mV测量

用户应一直设置“V/格”,以便信号几乎填满整个屏幕。否则,就不能更详细地查看信号,示波器数字化器便得不到全面的利用。在上面的10mV测量实例中,在连接10X衰减探头时,我们只利用了示波器数字化器十分之一的处理能力,因为信号在屏幕上只跨过了1个竖格。在2X衰减探头时,信号能够跨过5个竖格,现在利用了数字化器一半的处理能力。利用的数字化器处理能力越强,捕获的信号分辨率越高。

改善测量系统的信噪比

探头的衰减因数(即1X、10X、100X)是探头使示波器输入信号幅度降低的量。1X探头没有降低或衰减输入信号,而10X探头则会在示波器输入上把输入信号降低到信号幅度的1/10。如图3所示,输入电压到达示波器输入,除以探头的衰减因数,表示为VIN除以衰减。

图3:输入信号、探头衰减和随机噪声

探头衰减扩大了示波器的测量范围,可以测量更大幅度的信号。但是,在测量低压信号时,探头使信号衰减,然后示波器放大信号,导致信噪比下降。信噪比公式(SNR)为:

其中,Attenuation为探头的衰减因数;VNoise一般用示波器产品技术资料中的随机噪声表示。

将此处和以下两式中的“SRN”改为“SNR”

为使用公式1,必须确定VIN和VNoise。例如,如果在低压测量中为VIN分配的值为10mV,那么示波器的设置为1mV/格,而不管探头衰减是多少;又例如,示波器的随机噪声指标为150uV+8%的“V/格”设置,在1mV/格设置下,VNoise为230uV。使用这些VIN、VNoise和探头衰减值,可计算出10X探头和2X探头的SNR:

使用10X探头计算SNR:

使用2X探头计算SNR:

在10mV测量中,2X探头的信噪比为21.7:1;10X探头的信噪比为4.3:1。很明显,衰减较低的探头提高了测量系统的信噪比,因此,这种探头更适合进行低压测量。

谨慎使用长地线,特别是在变压器和开关单元附近

长地线非常方便,因为用户只需连接接地一次,便可在地线范围内探测多个测试点。但是,任何一条导线都会分发电感,分发的电感会对AC信号做出反应。信号频率越高,对AC电流流动的阻碍性越大。地线的电感与探头输入电容相互作用,在某个频率上将导致振铃。下面的公式描述了振铃频率:

其中:f是振铃频率;L是探头接地解决方案引起的电感;C是探头的输入电容。

这个振铃是不可避免的,可能表现为幅度衰落的正弦曲线。在地线长度提高时,电感会提高,测得信号将在较低的频率上振铃。通过限制探头的接地长度或选择输入电容较低的探头,可以降低振铃的影响。

改善振铃频率的一个简单的解决方案是使用一条较短的地线,如短接地弹簧。图4左侧显示了采用短接地弹簧的探头图片。通过使用短接地弹簧,电感降低,C值下降,便能把电感振铃推过关心的频率范围。

电感量最低、同时又能获得安全接地连接的接地解决方案,是安装在探头尖端机箱上的测试插座(泰克部件编号131-4210-00),如图4右侧所示。插座可以插入用户的测试电路板中,把地线长度缩短到接近于零。

地线还可以作为衰减器或环路,引起电容和磁性耦合效应。缩短地线长度还有一个好处,就是减少受到变压器和开关器件附近的放射性辐射。如果要求较长的地线,那么用户应注意,不要把地线放在变压器或者开关器件附近。

使用高输入阻抗的探头

在把探头插入电路时,探头会对被测电路产生一定的影响。探头拥有电阻单元、电感单元和电容单元,可以想象,如果电阻器、电容器或电感器被插在测量点上,那么,它会改变电路的特点。用户应该了解探头的输入阻抗指标,以使探头负荷的影响达到最小。

使用示波器的AC耦合功能,或调节探头偏置

一个测量挑战是测量位于DC信号顶部的低压AC信号。有多种选项可以帮助用户把重点放在信号的AC部分。在使用有源探头时,用户应使用探头的偏置控制功能——可以使用探头偏置,去掉探头放大器中的DC成分。

在使用低衰减无源探头观察这些类型的AC信号时,用户应使用示波器上的AC耦合功能封锁DC成分,只显示AC信号。

使用拥有充足带宽的探头

在选择拥有足够带宽的探头时,经验法则是:探头带宽应该是被测信号带宽的五倍。在评估简单的信号(如正弦波)和检定频域中发生的事件时,带宽是一个有效的指标。

哪些探头适合进行低压测量?

进行低压测量的最佳探头是有源探头或差分探头(如泰克TDP1500差分探头),其可以选择1X和10X衰减范围。在1X设置下,这些探头不会降低或是衰减信号,得到的测量结果SNR更高,分辨率也更高。共模抑制功能是使差分探头成为低压测量(如纹波)最佳选择的功能之一。共模抑制允许探头抑制两个探头输入上共同的信号,如变压器或开关模式可能发生的耦合。有源探头和差分探头一般还拥有较高的带宽和较低的探头负荷效应。

泰克TPP0502提供了一种性能优异且成本较低的备选方案。TPP0502同时拥有无源探头的优点和有源探头的优点:坚固耐用、性能高、成本较低。除2X低衰减范围外,TPP0502在探头尖端提供了高带宽(500MHz)、大动态范围(300V CAT II)和高输入阻抗,主打指标为2MΩ和12.7pF。由于500MHz带宽,TPP0502提供的性能明显要优于业内其它低衰减无源探头,后者最大可以提供25MHz的带宽。探头带宽有限会导致用户漏掉可能影响被测信号的频率成分。

在进行低压测量时,必需评估探头,考察探头的衰减和输入阻抗指标。有源探头或差分探头(如TAP1500和TDP1500)是最高效的低压测量探头,泰克TPP0502则提供了一种经济的通用低衰减无源探头,在准确进行低压测量方面也有非常强的能力。

以上内容由普科科技prbtek为大家分享,如您在使用过程中有什么问题,欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。

2021-10-25 14:00:34 366 0
示波器探头的种类划分及适用范围选择

       顾名思义,探头起到探测的作用。它是连接被测试电路和示波器输入端的重要媒介。最简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线,复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰,而且本身等效电容较大,造成被测电路的负载增加,使被测信号失真。

       当使用不合适的探头时,就会对测量的结果产生比较大的影响,大体能够分为两个方面。DY种情况,探头改变了波形的原本形状,所观察到的波形产生偏差。第二种情况,导致示波器运行异常。正常的设备变得无法工作。

       要避免这些情况,就要熟悉示波器探头的类型,然后根据实际情况有针对性的选择使用。常用的探头分为多种,无源探头、有源探头、差分探头、电流探头、低电容探头、高压探头等等,下面就对这些探头的适用范围进行介绍,方便大家进行选择。

       有源电压探头:一般适用于带宽大于500M Hz,幅度小于正负3伏的单端信号。

       无源探头:一般用于测试带宽小于500M Hz的单端信号。它是比较经济的一类探头。比如P6139A,线长是1.3米、带宽500M Hz、系统输入阻抗10M 欧、典型输入电容8pF、ZG电压为300 Vrms,补偿范围为8到12 pF。

       差分探头:一般用于测试差分信号。分为高带宽和高电压两种。高电压差分探头可以测试高达4400伏的差分信号;高带宽差分探头可以测试带为高达12.5G的高速信号。甚至一些产品可以到达16G Hz。

       电流探头:一般利用霍尔效应来测试电流信号。测试范围一般为从DC到2G。幅度由1 mA 到20000A。

       低电容探头:这是为匹配而设置的探头。这种探头目前市场型号比较少,ZG可以测量带宽9G Hz。

       高压探头:适合测试高压信号,ZG可以测量达4000伏的电压,可分为单端和差分两种探头。

       根据实际经验来看,使用率ZG的为无源类探头,高阻无源电压探头所占的比例ZD。无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数,如1×、10×、100×。在这些无源探头中,10×无源电压探头是最常用的探头。对信号幅度是1V峰值或更低的应用,1×探头可能要比较适合,甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信号混合(几十毫伏到几十伏)的应用中,可切换1×/10×探头要方便得多。但是,可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头,不仅其衰减系数不同,而且其带宽、上升时间和阻抗(R和C)特点也不同。因此,这些探头不能与示波器的输入完全匹配,不能提供标准10×探头实现的ZY性能。

       以上内容由普科科技PRBTEK整理,公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售,涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等,满足客户多样化测试需求,库存充足,价格合理。详情访问官网www.prbtek.com


2021-06-18 11:18:18 481 0
物流数据采集器选择应该注意些什么细节?
 
2017-12-11 06:01:15 325 2
电源纹波测试如何选择合适的示波器探头

纹波是电源的核心指标,但如何准确测量纹波却是一个被广泛忽略的问题。也许您认为不就是示波器交流耦合,然后把探头点在电源上吗?事实远非如此,这里普科科技PRBTEK将为您呈现纹波测试的正确方式。

一、探头的选择

在十几年前,很多公司的电源测试标准中都有明确的规定,要求使用1:1 探头进行测量。因为这种探头不会损失示波器的测量档位,比如示波器原来Z小档位是2mv/div,使用1:1探头就仍然可以通过这个档位测量纹波,即可以准确测量出10mv以内的纹波。但是由于这种探头的带宽只能做到6MHz左右,所以随着开关电源频率的提升,这种探头便不再适合使用。

目前常用的电源测量探头是10:1无源探头、100:1无源探头、高压差分探头。探头的选择上首先要考虑电压范围,被测电压不要超出探头允许的范围。比如说一般的10:1的无源探头,其低频耐压值是300VRMS,且随着频率的升高而降低,如图1所示。使用之前将测量信号的电压范围设置在此范围内,否则将无法进行正确的测量。

图1 无源探头输入额定电压曲线

除此之外,还需要考虑探头衰减比对底噪的放大,从而判断信号的真实有效部分。采用探头测量时的示意图如图2所示,其中Gn1是虚拟的一个噪声源,表示示波器的本底噪声,而Gn2表示探头的本底噪声。由于信号经过了探头的衰减,为了还原真实信号的大小,示波器内部会对信号再进一步放大,而此时Gn1和Gn2也就跟着被放大,其放大倍数就是衰减比的倒数。所以衰减倍数越大,其测量系统的本底噪声也就被放大的越多。

图2 底噪放大示意图

例如使用500:1高压差分探头进行测量,示波器本底噪声是1mv,探头噪声为为1mv,这样累加噪声是2mv,再经过500倍的放大,其本底噪声就达到了1V,此时就需要考虑,1V的噪声是否在允许范围内。如果您的被测系统纹波本身也就只有1V或者更小,那1V的噪声显然是不允许的。

二、接地方式的选择

传统的使用习惯上,示波器的接地方式就是那根长长的接地夹线。如图3所示,这种接地方式,确实是一种简单方便的接地方式,但是却并不是一种严谨的、准确的接地方式。

图3 接地夹线示意图

由于地夹线比较长,其会形成一个寄生电感Lgnd,随着夹线的增长,这个电感也会增大,而这个回路电感会和示波器探头的输入电容Cin产生谐振。这就导致示波器的幅频特性变得不平坦,导致测量不准确。其等效电路如图4所示:

图4 接地夹线等效电路图

但是这还不是接地夹线Z致命的。开关电源,随着开关管的开合,不仅仅产生了电源纹波,同时也产生了很多电磁干扰,通过空间进行辐射,而这部分辐射就会被接地夹线与探头形成的线圈给接收到,再加上示波器是高阻输入的,就导致这部分信号对测量的干扰非常可观。电磁干扰虽然也可以说是电源的一项参数,但是这部分信号是无法通过示波器探头来进行准确测量的,测量出来的值是毫无意义的。

因为以上两点,所以在测试电源纹波时,是不应该使用接地夹线的,而应该使用接地弹簧。如图5所示,这样既降低了环路电感从而保证了较好的幅频特性,又降低了电磁辐射的引入。

图5 接地弹簧示意图

如果是使用的高压差分探头,则应该将两根输入线双绞在一起,用以降低环路面积。

三、滤波器的应用

上面讲了两种情况,能够有效增强测量结果真实性方法。但有些情况无法按这两点来操作。比如利用高压差分探头进行测量,一般有两个衰减比可以选择:50:1(MAX 130V)、500:1(MAX 1300V)。若测量的电压是200V,这时便发现只能选用500:1的探头衰减比。而按第一部分内容中的计算可知,本底噪声有1V左右,这个底噪就有些偏大了,会影响Z终的结果。再比如有些测量情况下不方便固定接地弹簧,而必须使用接地夹线进行固定,但是这样又会引入大量的电磁辐射干扰。

这时候就需要使用滤波器了。噪声和电磁辐射的干扰也和正常信号一样,也是分频段的。如果我们把一部分频段的噪声滤除掉,就可以大大降低底噪和辐射干扰。但是我们又不希望关心的信号被滤除掉,这就需要使用低通滤波器了。

示波器都会有一个20M带宽限制的功能,就是为了降低底噪和辐射干扰,将关心的信号从一堆混乱的信号中摘出来。但是随着开关电源频率的升高,频率的多样化,一个固定的20M带宽限制显然已经不再够用了。

所以,您在测量时,只需要预估一下自己想要测量的频率范围,然后设置好数字滤波器,就可以使你的示波器拥有更低的底噪,使得测量更加准确。

总结

以上是普科科技PRBTEK分享的一些测量电源纹波的注意事项,归纳如下:

1、探头的选择,需要结合探头的耐压范围和被测信号的电压范围来选取,同时还要考虑探头衰减比对本底噪声的放大作用。

2、接地方式的选择,应该尽可能的降低接地回路,如使用接地弹簧。这样既能改善幅频曲线,又能降低电磁辐射的干扰。

3、灵活的使用数字滤波器,将我们需要的信号从“纷纷扰扰”的噪声中提取出来,使得结构更加精确。

4、通过FFT的后期分析功能,可以更加准确的测量开关频率上的噪声大小。

如果您在使用过程有什么问题,咨询普科科技官网:www.prbtek.com

2021-10-19 16:54:55 405 0
示波器探头衰减
示波器探头衰减就是通过两个电阻和电容进行衰减,为什么我采用和示波器探头内部同样大小的电阻对信号就行衰减,在某些低频或高频段衰减的信号出现失真,这是怎么回事?电阻电容的选择... 示波器探头衰减就是通过两个电阻和电容进行衰减,为什么我采用和示波器探头内部同样大小的电阻对信号就行衰减,在某些低频或高频段衰减的信号出现失真,这是怎么回事?电阻电容的选择需要注意些什么?或者在电路结构的布局上应注意什么? 展开
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2017-11-22 11:37:56 250 1
示波器探头常见问题解答

       示波器探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引入示波器进行测量。为保证测量的精度,选择合适的探头很重要。我们先了解下如何选择探头?普科科技PRBTEK为您分享:

1/示波器探头的量程怎么看?

       示波器探头的量程一般无源探头Z大电压300Vrms,高压探头或者差分探头的量程可以根据型号查找规格书,不同衰减比档位下的量程不同。使用时根据当前档位确定允许输入的Z大电压。

2/示波器探头探针断了怎么办?

       现在的探头一般都会配一根备用探针,用钳子把坏的探针顺向取下来,直接更换即可使用。如果没有备用探针,可以找当地经销商询一下原厂配件。

3/示波器探头测量的底噪太大怎么办?

       把探头连接上示波器后看到示波器上波形噪声大,是正常的,这是因为没有构成闭合回路耦合进入空间噪声引起的。将探头正端和地线闭合连接,可以看到当前的真实底噪。

       一般在测量过程中发现噪声过大,可以将地线摘掉,用接地弹簧测量,尤其是高频信号。

4/示波器探头测信号有过冲,振荡明显怎么办?

       测量信号的上升沿出现明显过冲或震荡,一般是地线过长引起的。换一个接地弹簧就可以消除这种影响,测出真实的信号上升特性。

5/探头测电压不准确是什么原因?

       探头测电压不准请先检查探头衰减比是否和示波器内设置一致,其次要考虑探头的负载效应,如果被测电路的输出阻抗大,那么一般的无源探头是测不了的,得换有源探头(有源单端/差分探头),这是因为阻抗分压引起的问题。

6/ 电源纹波测试如何选择合适的示波器探头?

       电源纹波测试Z好用高阻无源探头1X档,优点是不需要经过示波器内部放大噪声小,信噪比高。测量时用接地弹簧作为地线,示波器设置带宽限制20MHz,根据需要选择通道耦合为AC耦合,这样就可以观察电源纹波等低频小信号测量了。

7 电流探头导线位置变化测值漂移,如何保证测量精度?

       大电流测量时用类似柔性电流探头、罗氏电流探头,它的电流环比较大,通过的导线位置稍微移动就会影响测量值,这种情况建议固定好电流流经导线于电流环正中位置。如果希望减少位置引起的误差可以用电流环径小的电流探头。小电流建议用万用表或者皮安表测量。

8 普通的无源高阻探头可以测市电吗?

      市电波形是220Vrms正弦波,用无源高阻探头10X档是可以测量的,其最大输入电压一般是300Vrms,是大于市电有效值电压的。

       但是注意无源探头1X档的CAT II等级只有150Vrms,也就是说在室内插座上用的环境下允许的最大电压只能在150Vrms,不满足测市电220Vrms具备的耐压限值,虽然1X档位下通入示波器的电压是220Vrms,用1X档位直接测市电会损坏探头。

      如果用同轴导线直接将市电引入示波器,这样的话虽然避免1X探头损坏,但从示波器最大输入电压指标可以看出,此时安全等级降低到CAT I等级,原则上不适宜在实验室内进行这样的测量。所以测市电建议用高压探头相对安全。

9 手上只有普通示波器,怎样可以测浮地信号?

       浮地信号测试的原则是保证信号不对地发生短路。非浮地示波器或带电池示波器的话,可以通过差分探头进行浮地测量,测试安全直接且具有较好的共模抑制(类似的工频干扰)。如果简单测量可以通过示波器两通道接单端探头,用探头的正极端分别测浮地信号两端,两支探头的鳄鱼夹均接地。然后用示波器内部的通道运算功能CH1-CH2,得到浮地信号的电势差波形。

10 任何探头都要做探头补偿吗?

       探头补偿主要针对无源探头内部阻抗匹配而做的必要测量准备工作,通过旋转预留的电容旋钮Ccomp进行探头补偿,消除畸变,保证测量准确,比如无源高阻探头、无源高压探头等。而一般的有源探头则需要通过探头内部调零和校准,实现准确测量,比如差分探头、电流探头。

11 示波器探头都通用吗

      不通用。主要有三点区别:

       第1看探头接口是否与示波器匹配;

       第2看探头输入阻抗是否和示波器设置输入阻抗一致;

       第3看探头校准是否可以在手上的示波器实现。

       对于D一点举个例子:泰克示波器新款是TekVPI接口,甚至老型号的泰克TekConnect接口探头都不能直接用;此时需要泰克TDA-BNC转换器转换。

       对于第二点举个例子:一些高端示波器只有50欧阻抗输入,此时不能直接接入高阻探头,必须使用专用的50低阻探头。类似的有些低端示波器只有高阻输入阻抗1M欧,此时不能直接接入50欧探头或者BNC线,需要找一个阻抗转换器进行转换接入。

       第三点:一些电流探头是需要配合示波器设置进行调零和消磁甚至供电的,如果用在其他示波器上可能无法进行调零消磁校准,不能正常使用。

       以上内容由普科科技PRBTEK整理,公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售,涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等,满足客户多样化测试需求,库存充足,价格合理。详情访问官网www.prbtek.com


2021-10-14 11:09:39 389 0
示波器探头怎么用?
测直流电的时候那个黑色的夹子夹哪里啊?我用示波器测avr单片机的占空比的时候应该是探极接被测引脚,那黑色的夹子夹哪呢?... 测直流电的时候那个黑色的夹子夹哪里啊?我用示波器测avr单片机的占空比的时候应该是探极接被测引脚,那黑色的夹子夹哪呢? 展开
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示波器探头的技术指标
 
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示波器探头怎么接?
 
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如何为泰克示波器选择无源单端探头

工程师日常工作中需要测试多种多样的信号,俗话说,工欲善其事,必先利其器,传感器的选择往往关系到测试结果的准确性,有些时候甚至会影响实验过程的安全性。

在日常工作中,种类繁多的电压探头往往让使用人挑花了眼,颇为烦躁。为帮助大家选型,安泰测试将关于无源探头进行介绍。

无源探头是绝大多数示波器选的标配探头,相对而言成本较低,属于经济的通用探头。这些探头由于成本控制等因素,无法达到有源探头的性能水平,但是往往坚固耐用,具有较宽的动态范围。

泰克新型无源探头更是其中佼佼者,带宽高可高达1GHZ,输入电容方面则是低达3.9pF,大限度的降低了探头的负载效应,为测量各类电压信号保驾护航。

附:常见参数介绍:

1:带宽,代表了探头可测到的大信号频率

2:共模YZ比,代表了探头YZ共模干扰的能力,越大代表YZ能力越强

3:输入电容,代表探头对于被测系统的负载影响,输入电容越低,影响越小测试效果越佳。

如果您在给示波器选择探头过程中有什么问题,欢迎咨询安泰测试网。

2020-07-06 11:36:04 204 0

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