微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 测试测量 > 测试测量技术文库 > 示波器探头基础系列之五——示波器探头使用指南(下)

示波器探头基础系列之五——示波器探头使用指南(下)

时间:01-12 来源:互联网 点击:
有源(FET)探头

对于许多应用要求高的阻抗和频率(如2GHz以上),则有源探头成为有力的工具。有源探头使用具有高的输入阻抗的场效应管放大器和缓冲器电路。典型的有源探头提供1:1的电压增益和1MOhm输入电阻和2.2pF输入电容,1G带宽。其电路原理图如图14所示:

图 14 有源探头原理图

关键部件包括由场效应管构成的源极,互补双极晶体管构成的发射机。FET提供很高的输入电阻,大于1011倍探头输入电阻。有源探头要求供电,并有一个更为严格的动态范围。实际上,高带宽有源探头最大的缺点在于其很容易被高压打坏。因为有源探头远远比无源探头贵,使用者注意应该避免这一点。实际上,有源探头填补了高阻探头和低容值探头的各自缺点。具有高达2GHz的带宽和相对高的输入电阻,并可以驱动相对长的电缆线。加上有源探

头可以调节偏置和耦合,因此常被用作测试仪器需要离开待测电路一定距离的ATE自动测试系统。

图15 探头地线电感的简化模型

探头接地和信号完整性

当频率提高时,探头的二阶效应如探头地线电感将影响测量波形。地线电感由地线长度和信号频率共同决定。考虑图15的简化模型,探头地线提供了一个信号回路,其电感值为

地平面几何形状的函数。如传统的绕线电感为25nH/inch, 10:1、高电阻探头的电感值为100-150nH。这些电感和探头电容组成谐振回路。如典型的探头电容为15pF,一个7英寸地线为175nH,其谐振频率为98Mhz。如果信号频率在这个值附近,将会出现”振铃“现象。

图 16 10:1探头,7英寸地线测量结果

总结

对于使用快速模拟电路和数字电路的现代的电子技术而言,探头的使用变得异常复杂。当信号频率变高,电路的负载效应使得非常复杂。工程师需要考虑选择合适的探头和连接技术来减少这些影响。

探头使用者有用的公式

计算带宽和上升时间的测量系统

Cs 源电容(单位Farads)

Co 输入电容(单位Farads)

Rs 源电阻 (单位 Ohm)

f 源频率(单位Herts)

txxx 上升时间(单位 秒)

BW 带宽(-3dB,单位Herts)

上升时间,Tr:

带宽,BW:

上升时间为带宽的函数:

系统上升时间:

信号上升时间:

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top