示波器探头對测量電容负荷有影响吗?

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跟着旌旗灯号频率或转换速度提高，阻抗的電容成份酿成重要身分。成果，電容负荷成為重要問题。出格是電容负荷會影响快速转换波形上的上升時候和降低時候及波形中高频成份的幅度，那末示波器探头對丈量電容负荷有哪些影响呢？

對上升時候的影响

為阐明電容负荷，讓咱们斟酌一下上升時候很是快的脉冲產生器，如圖4.3所示，此中抱负產生器输出上的脉冲的上升時候為零(t r=0)。可是，旌旗灯号源阻抗负荷相干的電阻和電容扭转了這個零上升時候。

RC积分收集一向發生2.2RC的10-90%上升時候。這從電容器的通历時間常数曲線中推导得出。取值2.2是C經由過程R充電，评脉冲幅度從10%提高到90%所需的RC時候。

在圖4.3的环境下，50電動泡泡槍,欧姆和2足浴粉,0 pF的旌旗灯号源阻抗致使2.2 ns的脉冲上升時候。這個2.2RC值是脉冲可以具有的最快上升時候。

4.3.脉冲產生器的上升時候取决于其RC负荷

在探测脉冲產生器的输出時，示波器探头的输入電腳癢止癢藥膏，容和電阻加到脉冲產生器的值中，如圖4.4所示，此中增长了10兆欧和11 pF的典范示波器探头。因為示波器探头10兆欧電阻要远弘远于產生器的50欧姆電阻，是以示波器探头的電阻可以疏忽不计。可是，探头的電容與负荷電容大要持平，直接增长获得31 pF的负荷電容。這提高了2.2RC的值，致使测得的上升時候提高到3.4 ns，而探测前的上升時候為2.香港腳,2 ns。

經由過程利用示波器探头划定電容與已知或估算源電容之比，可以估量探头尖端電容對上升時候的影响。利用圖4.4中的值，可以估算上升時候的百分比变革以下：

C探头尖端/C1 x 100%=11 pF/20 pF x 100%=55%

4.4.探头增长的電容提高了RC值，同時提高了测得的上升時候

從上面可以清晰地看出，探头选擇、特别是示波器探头電容的选擇會影响上升時候丈量。對無源探头，一般来讲，衰减比率越大，头部電容越低。活性氧空氣淨化器，從表4.1中可以看出這一點，此中先容了各类無源探头的部門探头電容实例。

表4.1.探头尖端電容

在必要较小的头部電容時，應利用有源FET输入探头。按照详细的示波器有源探头模子，可以供给小于即是1 pF的头部電容。

對幅度和相位的影响

除影响上升時候外，電容负荷還影响着波形中高频成份的幅度和相位。對此要記着，所有波形都是由正弦曲線成份组成的。50 MHz方波具有跨越100 MHz的有用谐波成份。以是不但要斟酌波形根本频率上的负荷效應，并且要斟酌跨越根本频率几倍的频率上的负荷效應。

负荷取决于探头尖端上的总阻抗。這称為Z p，Z p由電阻成份R p和電抗成份X p構成。電抗成份主如果電容，但在探头中可以設計電感单位，以部門偏移電容负荷。

一般来讲，Z p會跟着频率提高而降低。大大都探头仪器手册會體例探头R p数据，文档中包含显示Z p與频率的瓜葛曲線。圖4.5是平凡有源探头的实例。注重，1兆欧阻抗幅度固定在靠近100 kHz。這經由過程當真設計示波器探头的相干電阻单位、電容单位和電感单位实現。

4.5.有源探头典范的输入阻抗随频率变革

圖4.6阐明了探头曲線的另外一個实例。在這类环境下，显示了典范10兆欧無源探头的Rp和X p與频率瓜葛。虚線(Xp)阐明了電容電抗随频率变革。注重，X p在DC上起头降低，但R p直到100 kHz時才起头较着滚降。經由過程當真設計相干R、C和L单位，再次可以偏移总负荷。

4.6.典范10兆欧無源探头的Xp和Rp與频率瓜葛

若是没有获得示波器探头的阻抗曲線，可使用下述公式估算最坏环境下的负荷：

X p=1/2πfC

此中：

X p=電容電抗

f=频率

C=探头尖端電容

如，头部電容為11 pF的尺度無源10兆欧探头的電容電抗(X p)在50 MHz時约莫為290欧姆。按照旌旗灯号源阻抗，這类负荷可能會给旌旗灯号幅度带来很大影响(經由過程简略的分路器動作)，其乃至可能會影响被探测的電路操作。

以上就是關于示波器探头對丈量電容负荷影响的相干先容，若是利用中另有其他問题，接待登岸普科電子科技www.prbtek.com返回搜狐，检察更多