示波器測量是否精準，探頭的選擇與設置至關(guān)的重要

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       探頭的作用至關(guān)重要，為實(shí)現測量的最優(yōu)結果，必須進(jìn)行折中，特別是在進(jìn)行高精度測量時(shí)。有時(shí)示波器標配的無(wú)源探頭并不是實(shí)現最佳精度的解決方案。

        1、選擇適當衰減比的探頭。最大限度地降低衰減，使信噪比達到最優(yōu)。在精確測量中，非常重要的一點(diǎn)使信號幅度達到最大，同時(shí)使外部噪聲達到最小。探頭選擇是關(guān)鍵的第一步。

        電壓探頭與示波器的輸入阻抗構成電壓分路器（如1X、10X、100X），會(huì )衰減輸入信號。1X探頭不會(huì )降低或衰減信號，10X探頭則會(huì )把輸入信號降低到原始信號幅度的1/10。示波器通過(guò)放大信號來(lái)補償這種衰減，遺憾的是，示波器也會(huì )放大探頭引入的任何噪聲。從信噪比角度來(lái)看，最優(yōu)探頭應該沒(méi)有衰減或衰減很低的。

TPP0502高阻抗無(wú)源探頭提供了500 MHz帶寬，但只有2倍衰減

        2、使用短地線(xiàn)。最大限度地降低噪聲耦合。所有電壓測量都是相對于參考源進(jìn)行的，這個(gè)參考源通常是“接地”。準確的測量，特別是低壓測量，尤其依賴(lài)到參考電壓的低阻抗路徑。為使信號失真和引入噪聲達到最小，使用的接地線(xiàn)應盡量短。

        盡管標準無(wú)源探頭上的長(cháng)地線(xiàn)會(huì )方便連接信號，但地線(xiàn)電感會(huì )與輸入電容諧振，在快速邊沿上導致振鈴。由探頭尖端和地線(xiàn)構成的大環(huán)路面積會(huì )把噪聲磁耦合到信號中。此外，地線(xiàn)的感性電抗與開(kāi)關(guān)器件等噪聲源接近，會(huì )把噪聲耦合到信號中。最好的解決方案是最大限度地縮短地線(xiàn)長(cháng)度，并盡可能接近信號端，把它連接到參考點(diǎn)上（如果條件允許建議使用接地彈簧）。

        3、使用探頭的硬件濾波。當選擇某些有源探頭時(shí)可以選擇性使用內置探頭濾波器降低噪聲。許多有源差分電壓探頭或電流探頭標配帶寬濾波功能。有時(shí)為靈活起見(jiàn)，探頭機身內置的帶寬濾波功能提供了多種帶寬設置。

        在某些情況下，在選擇其中一個(gè)帶寬濾波器時(shí)，探頭會(huì )與示波器通信，另外還會(huì )在示波器前端打開(kāi)硬件濾波功能。這進(jìn)一步降低了系統噪聲，有助于提高系統的信噪比。濾掉不想要的噪聲可以查看進(jìn)一步細節，獲得更高的測量分辨率。

左側AC+DC信號。右側去掉了DC分量，成比例縮放AC分量，以改善分辨率

        4、使用探頭的DC偏置來(lái)測試小的AC信號。在涉及大電壓時(shí)，人身安全及設備可靠性至關(guān)重要，以便檢驗最大電壓完全落在測試系統的“絕對”或“非破壞”最大輸入指標內。此外，為準確測量，非常重要的一點(diǎn)是信號要保持在標稱(chēng)工作范圍內（如有源探頭的線(xiàn)性范圍或動(dòng)態(tài)范圍內）

        如果說(shuō)接近低電平的小信號測量極具挑戰性，那么測量位于大DC電壓信號上的低壓AC信號的難度則要大得多。在電源上進(jìn)行紋波測量是這種應用的常見(jiàn)實(shí)例。進(jìn)行DC 偏置可能會(huì )涉及探頭設置以及示波器前端設置。在DC 偏置上測量低電壓信號最簡(jiǎn)單的技術(shù)是使用參考地電平的探頭采集整個(gè)信號，然后測量AC分量 (圖10左圖)。DC偏置技術(shù)不允許AC、信號測量全面利用測量系統的動(dòng)態(tài)范圍，信噪比會(huì )很差。

總結：

        隨著(zhù)電力電子技術(shù)，新材料及器件技術(shù)的高速發(fā)展，當今工程師面臨著(zhù)，更快，更小，更復雜信號的調試挑戰。更加準確的測試不僅僅體現在測試設備本身的硬件指標，還要考慮整體的測試系統的性能。

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