示波器探头工作原理

零式未来
2022-06-13
来源:零式未来

    示波器应该是大家电子器件打工赚钱人的双眼了,那麼大家常常会见到应用的探头上写着X10,X100,这一衰减倍率究竟是什么含义呢?如果我们只能依照使用说明书去设定应用,那麼大家和检修老师傅有什么不同呢?今日就来了解一下在其中的基本原理,便于在之后工作上更为灵巧的运用它如下所示是示波器探头插口的构造,最里边是一个竖直放大仪,输入电阻趋于无穷。通常具体示波器上可选择输入阻抗为1MΩ(50Ω汽车档位用以通讯高频率信号的阻抗匹配),键入电容是20pF。


示波器探头工作原理


    而咱们的示波器探头(以X20)的为例子,其前面的探头如斜线框中的RC并接构造,特性阻抗和容抗全自动可调式。而且让我们的线缆是有屏蔽掉层包装的,屏蔽掉层接地装置与探头线芯产生大概100pF的等效电路电容。那麼示波器是怎样调节探头的阻容主要参数,使键入信号进到示波器以前可以衰减20dB呢?大家来研究一下


    针对沟通交流信号:剖析闭合电路如上,由电容隔直阻交的特点,可以看作是Cin对地串连上探头线和示波器的电容约120pF,那麼由电容特性阻抗公式计算,探头电容Cin与键入等效电路电容的占比为1/20;能解出沟通交流信号衰减20dB需要的Cin需调节为约6.3pF


示波器探头工作原理


    针对直流电信号:剖析电源电路如下所示,键入信号呢便是示波器探头的电阻器Rin与示波器内部结构的输入电阻分压电路,由直流电分压公式,键入信号Vin要衰减20dB,则Rin选值需调节为19MΩ


    校正可调式RC:针对电阻器Rin,一般应用精密电阻就能完成对直流电信号的精确倍率衰减。但是电容呢终究就是一个估计,要想对沟通交流增益值开展调节呢就需要开展校正,大家通常见到示波器上校正会有一个1Khz的参照波形校正口,当根据这一参照的波形,波形可以精确且不发生失帧时(等同于探头上的Rin和Cin获得了较为理想的值)这就完成了纠正。


示波器探头工作原理


    电路设计:那我就构建电路设计认证一下大家制定的这一X20探头,看一下获得的波形是不是超过人们需要的衰减倍率,主要参数依照如上解析的电路原理,模拟仿真电源电路示波器内部结构的竖直放大仪应用无穷特性阻抗的1000G电阻器替代,那麼键入IKhz,幅度值为正负极200V的波形纠正信号,那麼能够看见示波器获得无失确实幅度值10V的波形表明,符合实际大家的测算。


    那麼大家来也看一下当电容主要参数误差下的波形失帧状况是怎样的,把Cin改成3pF,那麼看如下所示模拟仿真波形,很清清晰的见到示波器中输入输出的波形已经彻底失帧,这就是探头上电容调节不满意的结论。


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