優化示波器測量的技巧
發布時間:2011-03-11
中心議題:
雖(sui)然(ran)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)的(de)高(gao)速(su)示(shi)波(bo)器(qi)測(ce)量(liang)可(ke)能(neng)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing),但(dan)是(shi)運(yun)用(yong)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)提(ti)示(shi)和(he)技(ji)巧(qiao)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)改(gai)善(shan)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。本(ben)文(wen)收(shou)集(ji)了(le)一(yi)些(xie)容(rong)易(yi)實(shi)施(shi)的(de)方(fang)法(fa),可(ke)以(yi)確(que)保(bao)您(nin)的(de)每(mei)次(ci)時(shi)域(yu)測(ce)量(liang)都(dou)能(neng)夠(gou)快(kuai)速(su)準(zhun)確(que)地(di)得(de)到(dao)結(jie)果(guo)。盡(jin)管(guan)其(qi)中(zhong)有(you)些(xie)方(fang)法(fa)看(kan)上(shang)去(qu)很(hen)基(ji)本(ben),然(ran)而(er)令(ling)人(ren)感(gan)到(dao)驚(jing)訝(ya)的(de)是(shi),它(ta)們(men)卻(que)常(chang)常(chang)被(bei)人(ren)們(men)忽(hu)略(lve)。
帶寬
為了精確地測量頻率響應和快速上升沿,示波器和探頭必須具有足夠的帶寬。一個好的經驗規則是示波器和探頭(探頭也有帶寬限製)的帶寬應該是被測信號最高頻率的3~5倍。-3dB帶寬衰減會引入30%的幅度測量誤差,因此示波器和探頭的帶寬越寬越好。
兼容性
有一種情況非常普遍,人們使用X公司生產的示波器卻配Y公gong司si生sheng產chan的de探tan頭tou進jin行xing測ce量liang。事shi實shi上shang,示shi波bo器qi和he探tan頭tou並bing不bu總zong是shi可ke互hu換huan或huo可ke兼jian容rong的de。最zui好hao的de做zuo法fa是shi使shi用yong同tong一yi家jia公gong司si生sheng產chan的de示shi波bo器qi和he探tan頭tou,從cong而er排pai除chu任ren何he潛qian在zai的de衝chong突tu問wen題ti。
校準
zaishiyongshiboqijinxingceliangshizuirongyihushidebuzhouzhiyishixiaozhun。xiaozhunshiyizhongjiandanyixingdefangfa,keyiquebaonindemeiciceliangdoushicongtoukaishi,bushoushangciceliangdeyingxiang。zaikaishiceliangqianyinggaijinxingshoudongxiaozhun,ruguoshiboqidaiyouzixiaozhungongneng,ninzaiceliangqianyinggaiyunxingzhegegongneng。qianbuchanghuoguobuchangdetantouhuiyinrufudu、上升時間和被測信號波形失真測量的嚴重誤差。
探頭
為具體的測量任務選用合適的探頭總會得到最好的測量結果。通常,對於通用測量,10:1探頭就足夠了;但對於低幅度信號測量,您可能要考慮使用1:1探頭。在進行高速測量時,應該著重考慮探頭電容。具有大電容值的探頭會減緩上升和下降沿,而且在檢測某些器件(例如高速運放)的輸入或輸出端時,甚至會引起這些器件產生振蕩。因此,測量高速電路的另外一點考慮是使用有源FET探頭。有源探頭通常具有較低的觸點電容(通常為幾個pF)和極高的阻抗,因此有源探頭對任何被測節點都呈現極小的負載。
探頭接地
zaijinxinggaosuceliangshi,kenengfandezuidacuowushishiyongtantoujiedijia,zaochengshiboqitantouwenti。shiyongjiedijiaxiangdangyuzaijiedilujingzhongjiaruleyigechuanliandiangan。zhegechuanliandianganhetantoudianronggongtongzuoyong,jiuhuiyinruzhendangheguochong。zuihaodejiedilianjiefangfashishiyongtantouneibudejiedipingbiwang,zhishinindechaikaitantou。buguo,zhebunanzuodao。shouxian,congtantoutanzhenshangsongkaisuliaowaipi,batacongtantoushangtuixia。zheshitantoudejinshujiedipingbiwangjiuluchulaile。ranhou,bajiedijiacongtantoushangquxia,jiuwanchengle。
現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)了(le),簡(jian)單(dan)地(di)測(ce)一(yi)個(ge)節(jie)點(dian),將(jiang)探(tan)頭(tou)的(de)金(jin)屬(shu)接(jie)地(di)屏(ping)蔽(bi)網(wang)接(jie)到(dao)最(zui)接(jie)近(jin)的(de)被(bei)測(ce)電(dian)路(lu)接(jie)地(di)點(dian)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)排(pai)除(chu)任(ren)何(he)串(chuan)聯(lian)電(dian)感(gan),幾(ji)乎(hu)消(xiao)除(chu)了(le)所(suo)有(you)的(de)振(zhen)蕩(dang)和(he)過(guo)衝(chong)。如(ru)果(guo)您(nin)找(zhao)不(bu)到(dao)最(zui)接(jie)近(jin)的(de)接(jie)地(di)點(dian),就(jiu)將(jiang)一(yi)段(duan)總(zong)線(xian)在(zai)示(shi)波(bo)器(qi)探(tan)頭(tou)的(de)金(jin)屬(shu)接(jie)地(di)屏(ping)蔽(bi)網(wang)上(shang)繞(rao)幾(ji)圈(quan),然(ran)後(hou)再(zai)接(jie)地(di)。您(nin)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)的(de)小(xiao)金(jin)屬(shu)物(wu)件(jian)來(lai)做(zuo)接(jie)地(di)連(lian)接(jie),我(wo)使(shi)用(yong)過(guo)改(gai)錐(zhui)、紙夾和鑷子。我最喜歡用的是鑷子,因為鑷子的尖端可以戳到接地平麵上,也能插到PCB板的元件密集區域內。
差分測量
在進行時差或傳輸延遲的測量時,請確保使用的是同樣長度的兩個探頭。電纜的傳輸延遲大約為1.5ns/ft。電纜長度不一樣會給你帶來麻煩。例如,使用一根3英尺和一根6英尺長的電纜示波器探頭測量傳輸延遲,電纜長度差會造成大約4.5納秒(ns)的誤差,當要分辨以1ns為單位的測量時,這是相當大的誤差。
jinguanyishangzhexietishihejiqiaodangekanshangqubingbuzhidezhuyi,danhezaiyiqijiunengxianzhutigaoceliangdejingquedu。jishininzaiceliangzhongzhiyongleqizhongjigefangfadantamenrengnengquebaoninmeicijinrushiyanshidounengdedaokuaisuerkekaodeceliangjieguo。
- 優化示波器測量的技巧
- 帶寬選擇
- 示波器校準
- 探頭調節
- 探頭良好接地
雖(sui)然(ran)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)的(de)高(gao)速(su)示(shi)波(bo)器(qi)測(ce)量(liang)可(ke)能(neng)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing),但(dan)是(shi)運(yun)用(yong)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)提(ti)示(shi)和(he)技(ji)巧(qiao)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)改(gai)善(shan)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。本(ben)文(wen)收(shou)集(ji)了(le)一(yi)些(xie)容(rong)易(yi)實(shi)施(shi)的(de)方(fang)法(fa),可(ke)以(yi)確(que)保(bao)您(nin)的(de)每(mei)次(ci)時(shi)域(yu)測(ce)量(liang)都(dou)能(neng)夠(gou)快(kuai)速(su)準(zhun)確(que)地(di)得(de)到(dao)結(jie)果(guo)。盡(jin)管(guan)其(qi)中(zhong)有(you)些(xie)方(fang)法(fa)看(kan)上(shang)去(qu)很(hen)基(ji)本(ben),然(ran)而(er)令(ling)人(ren)感(gan)到(dao)驚(jing)訝(ya)的(de)是(shi),它(ta)們(men)卻(que)常(chang)常(chang)被(bei)人(ren)們(men)忽(hu)略(lve)。
帶寬
為了精確地測量頻率響應和快速上升沿,示波器和探頭必須具有足夠的帶寬。一個好的經驗規則是示波器和探頭(探頭也有帶寬限製)的帶寬應該是被測信號最高頻率的3~5倍。-3dB帶寬衰減會引入30%的幅度測量誤差,因此示波器和探頭的帶寬越寬越好。
兼容性
有一種情況非常普遍,人們使用X公司生產的示波器卻配Y公gong司si生sheng產chan的de探tan頭tou進jin行xing測ce量liang。事shi實shi上shang,示shi波bo器qi和he探tan頭tou並bing不bu總zong是shi可ke互hu換huan或huo可ke兼jian容rong的de。最zui好hao的de做zuo法fa是shi使shi用yong同tong一yi家jia公gong司si生sheng產chan的de示shi波bo器qi和he探tan頭tou,從cong而er排pai除chu任ren何he潛qian在zai的de衝chong突tu問wen題ti。
校準
zaishiyongshiboqijinxingceliangshizuirongyihushidebuzhouzhiyishixiaozhun。xiaozhunshiyizhongjiandanyixingdefangfa,keyiquebaonindemeiciceliangdoushicongtoukaishi,bushoushangciceliangdeyingxiang。zaikaishiceliangqianyinggaijinxingshoudongxiaozhun,ruguoshiboqidaiyouzixiaozhungongneng,ninzaiceliangqianyinggaiyunxingzhegegongneng。qianbuchanghuoguobuchangdetantouhuiyinrufudu、上升時間和被測信號波形失真測量的嚴重誤差。
探頭
為具體的測量任務選用合適的探頭總會得到最好的測量結果。通常,對於通用測量,10:1探頭就足夠了;但對於低幅度信號測量,您可能要考慮使用1:1探頭。在進行高速測量時,應該著重考慮探頭電容。具有大電容值的探頭會減緩上升和下降沿,而且在檢測某些器件(例如高速運放)的輸入或輸出端時,甚至會引起這些器件產生振蕩。因此,測量高速電路的另外一點考慮是使用有源FET探頭。有源探頭通常具有較低的觸點電容(通常為幾個pF)和極高的阻抗,因此有源探頭對任何被測節點都呈現極小的負載。
探頭接地
zaijinxinggaosuceliangshi,kenengfandezuidacuowushishiyongtantoujiedijia,zaochengshiboqitantouwenti。shiyongjiedijiaxiangdangyuzaijiedilujingzhongjiaruleyigechuanliandiangan。zhegechuanliandianganhetantoudianronggongtongzuoyong,jiuhuiyinruzhendangheguochong。zuihaodejiedilianjiefangfashishiyongtantouneibudejiedipingbiwang,zhishinindechaikaitantou。buguo,zhebunanzuodao。shouxian,congtantoutanzhenshangsongkaisuliaowaipi,batacongtantoushangtuixia。zheshitantoudejinshujiedipingbiwangjiuluchulaile。ranhou,bajiedijiacongtantoushangquxia,jiuwanchengle。
現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)了(le),簡(jian)單(dan)地(di)測(ce)一(yi)個(ge)節(jie)點(dian),將(jiang)探(tan)頭(tou)的(de)金(jin)屬(shu)接(jie)地(di)屏(ping)蔽(bi)網(wang)接(jie)到(dao)最(zui)接(jie)近(jin)的(de)被(bei)測(ce)電(dian)路(lu)接(jie)地(di)點(dian)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)排(pai)除(chu)任(ren)何(he)串(chuan)聯(lian)電(dian)感(gan),幾(ji)乎(hu)消(xiao)除(chu)了(le)所(suo)有(you)的(de)振(zhen)蕩(dang)和(he)過(guo)衝(chong)。如(ru)果(guo)您(nin)找(zhao)不(bu)到(dao)最(zui)接(jie)近(jin)的(de)接(jie)地(di)點(dian),就(jiu)將(jiang)一(yi)段(duan)總(zong)線(xian)在(zai)示(shi)波(bo)器(qi)探(tan)頭(tou)的(de)金(jin)屬(shu)接(jie)地(di)屏(ping)蔽(bi)網(wang)上(shang)繞(rao)幾(ji)圈(quan),然(ran)後(hou)再(zai)接(jie)地(di)。您(nin)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)的(de)小(xiao)金(jin)屬(shu)物(wu)件(jian)來(lai)做(zuo)接(jie)地(di)連(lian)接(jie),我(wo)使(shi)用(yong)過(guo)改(gai)錐(zhui)、紙夾和鑷子。我最喜歡用的是鑷子,因為鑷子的尖端可以戳到接地平麵上,也能插到PCB板的元件密集區域內。
差分測量
在進行時差或傳輸延遲的測量時,請確保使用的是同樣長度的兩個探頭。電纜的傳輸延遲大約為1.5ns/ft。電纜長度不一樣會給你帶來麻煩。例如,使用一根3英尺和一根6英尺長的電纜示波器探頭測量傳輸延遲,電纜長度差會造成大約4.5納秒(ns)的誤差,當要分辨以1ns為單位的測量時,這是相當大的誤差。
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