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科普知識
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IC連接器

示波器的耦合方式

發布日期:2022-10-09 點擊率:123

  耦合決定了信號的何種分量被傳送到觸發電路。今天來談談示波器的耦合方式,一起快來看看吧~

示波器耦合方式.jpg

  ●AC1M歐orDC50歐+隔直電容?
  在芯片端的電源和地阻抗通常是毫歐級別的,高頻的電源噪聲從同軸電纜傳輸到示波器通道后,當示波器輸入阻抗是50歐時,同軸電纜的特性阻抗50歐與通道的完全匹配,沒有反射;而通道輸入阻抗為1M歐時,相當于是高阻,根據傳輸線理論,電源噪聲發生反射,這樣,導致1M歐輸入阻抗時測試的電源噪聲高于50歐。
  ●負載效應
  當探頭連接到電路后,它將從電路中獲得能量,然后發送到示波器。探頭是一種“電路網絡”,是信號源必須驅動的一個額外的“負載”。
  右圖紅線左邊表示待測電路,當接上紅線右邊的探頭之后,探頭從信號源中吸收電流。這個探頭的電路網絡包括了電阻,電感和電容。
  如果探頭阻抗遠大于被測電路阻抗(對于高速電路,一般是50ohm),被探頭吸收的電路就非常非常小,如果探頭的阻抗等于電路阻抗,從被測電路吸收的電流和被測電路上流過的電流一樣。
  如果探頭從被測電路吸收過多的電流,被測電路就會出現工作異常甚至停止正常。通常情況是被測電路仍然是看起來比較正常地工作,但是由于電流被吸收,測量出來信號電壓出現跌落,將影響到用戶對被測電路的真實情況的判斷,如果沒有很好地認識到探頭的負載效應的話。
  ●示波器設置為DC耦合還是AC耦合?
  設置AC耦合的唯一原因是在DC耦合情況下,在量程只有2mv/div甚至更小時,有些示波器的偏置電壓范圍不夠。
  ●多大的隔直電容是合適的?
  隔直電容與示波器的50歐電阻組成的電路是一個帶通濾波器,在低頻時,可忽略電容的等效串聯電感ESL,隔直電容與示波器通道的50歐電阻組成RC電路,其低頻的3dB截至頻率為,隨著頻率升高,電容的ESL以及探頭中的寄生電感的影響越來越大,電感的感抗隨著頻率增加而增大,其高頻的3dB截至頻率跟探頭和電容的寄生電感相關。
  我們使用SPICE軟件來仿真三種不同隔直電容時的頻響曲線。黃色、紅色、灰色依次為100uf、1uf、10nf電容時電路的頻響曲線,容值越大,電路低頻截至頻率越低,圖中3個marker為3根曲線的3dB低頻截至頻率點。可見,100uf的低頻截至頻率為31.7Hz,1uf電容的低頻截至頻率為3.17KHz,10nf電容的低頻截至頻率約為318KHz。如果沒有仿真軟件,也可以通過公式直接計算。
  100uf電容的低頻截至頻率,與仿真結果完全一致。建議使用1uf以上的隔直電容。

標簽:                                    示波器


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