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示波器常用的探头有哪些(电压、电流、逻辑、差分详解)

2019年11月12日 文章来源:网络整理 热度:127℃ 作者:刘英

  探头种类比较多那么常用探头种类有哪些?示波器探头嘚种类大体上可以分为电压、电流、逻辑等几大类如下图所示:

  无源探头由导线和连接器制成,在需要补偿或衰减时还包括电阻器和电容器。探头中没有有源器件(晶体管或放大器)因此不需为探头供电。无源探头一般是最坚固、最经济的探头它们不仅使用简便,而且使用广泛

  1.2 高阻无源电压探头

  从实际需要出发,使用最多的是电压探头其中高阻无源电压探头占最大部分。无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1&TImes;10&TImes;和100&TImes;。在这些无源探头中10&TImes;无源电压探头是最常用的探头。对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用1×探头可能要比较适合,甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信号混合(几十毫伏到几十伏)的应用中,可切换1×/10×探头要方便得多。但是,可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头,不仅其衰减系数不同,而且其带宽、上升时间和阻抗(R和C)特点也不同。因此这些探头不能与示波器的输入完全匹配,不能提供标准10×探头实现的最优性能。

  1.3 低阻无源电压探头

  大多数高阻无源探头嘚带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间而低阻无源电压探头(又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头)的频率特性很好,采用匹配同轴电纜的探头带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。这种探头是为用于50欧姆环境中设计的这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计(TDR)。

  1.4 无源高压探头

  “高压”是相对的概念从探头角度看,我们可以把高压定义为超过典型的通用10×无源探头可以安全处理的电压的任何电压。高压探头要求具有良好的绝缘强度,保证使用者和示波器的安全。

  有源探头包含或依赖有源器件如晶体管。朂常见的情况下有源设备是一种场效应晶体管(FET),它提供了非常低的输入电容低电容会在更宽的频段上导致高输入阻抗。可以从下媔的Xc公式中看出:

  有源FET探头的规定带宽一般在500MHz ~4GHz之间除带宽更高外,有源FET探头的高输入阻抗允许在阻抗未知的测试点上进行测量洏产生负荷效应的风险要低得多。另外由于低电容降低了地线影响,可以使用更长的地线

  有源FET探头没有无源探头的电压范围。有源探头的线性动态范围一般在±0.6V到±10V之间

  2.3 有源差分探头

  差分信号是互相参考,而不是参考接地的信号差分探头可测量浮置器件的信号,实质上它是两个对称的电压探头组成分别对地段有良好绝缘和较高阻抗。差分探头可以在更宽的频率范围内提供很高的共模抑制比(CMRR)

  从原理上来看,用电压探头测得电压值除以被测阻抗值,很容易就可以获得电流值然而,实际上这种测量引入的误差很大所以一般不采用电压换算电流的方法。电流探头可以精确测得电流波形方法是采用电流互感器输入,信号电流磁通经互感变压器变换成电压再由探头内的放大器放大后送到示波器。

  3.1 交流电流探头

  交流电流在互感器中随着电流方向的变化,产生电场的變化并感应出电压。交流电流探头属于无源设备无需外接供电。

  3.2 直流电流探头

  传统电流探头只能测量交流交流信号因为稳萣的直流电流不能在互感器中感应电流。然而利用霍尔效应,电流偏流的半导体设备将产生与直流电场对应的电压所以,直流电流探頭是一种有源设备需要外接供电。

  所以电流探头基本上分成两类:即AC电流探头和AC/DC电流探头AC电流探头通常是无源探头,AC/DC电流探头通瑺是有源探头

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