为什么示波器阻抗偏偏是1M和50欧?
示波器为了使得测量更加准确,是必须在内部加一些补偿措施将这些偏差补偿回来的(当然这种补偿只是相对于测量结果与原信号而言的,内部补偿是无法减小测量时信号与原信号之间的差异)。那具体应该按那种情况来补偿呢。前面我们已经知道,高速信号中,50Ω系统是使用最广泛的,所以我们选择50Ω系统即Re=25Ω的情况下进行补偿。示波器厂家都会在这种情况下将信号补偿的最好。所以如果您是50Ω系统,示波器测量出的结果影响与原信号最为接近。如果您的等效输出电阻与25Ω相差很多且需要测量的频率较高,则需要评估测量误差是否在您允许的范围内。建议使用10:1探头进行测量,因为其寄生电容要比示波器低,而1:1探头的负载电容基本上是50pF左右的,其负载效应比示波器本身要严重的多。如果10:1探头仍然不能满足您的需求,就要选择寄生电容更小的有源探头进行测量了。
试想一下,如果用示波器直接与高频信号发生器相连,测量信号发生器输出的高频信号,而高频信号发生器的输出电阻都是50Ω,那会发生什么情况呢。由上文可知,负载相应会严重影响测量结果。再结合传输线理论,可知会有一个反射波反射回信号源,这对于一些精密的仪器这可能是致命的。所以这时候需要加入一个50Ω端接适配器或者使用内部50Ω档位。这样既大大减小信号的反射,又可以使得测量出的信号受负载效应影响最小。这就是示波器50Ω阻抗的作用了。
示波器测量与50Ω相关的注意事项
结合传输线理论和示波器负载效应,说几点在示波器测量中与50Ω有关的注意事项。当然,测量较低频率信号时不需要考虑这些。
1、当示波器使用50Ω端接或者内部50Ω档位时,只能够使用50Ω同轴电缆或者一些要求做50Ω匹配的有源探头。直接测量板载信号时则只能够使用有源探头,同轴电缆仅适用于测量无负载信号(如信号发生器)。
2、测量高频信号时,要注意示波器的负载效应。测量系统最好是50Ω系统,再考虑到传输线理论,最好用探头直接测量负载端而不是中间的PCB。
3、在测量信号发生器输出波形时,需要进行50Ω端接。否者测量结果将会受示波器负载效应影响严重。
番外篇
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