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示波器的使用时需要注意的以下几点

2012-08-10

带宽
    为了精确地测量频率响应和快速上升沿,示波器和探头必须具有足够的带宽。一个好的经验规则是示波器和探头(探头也有带宽限制)的带宽应该是被测信号最高频率的3~5倍。-3dB带宽衰减会引入30%的幅度测量误差,因此示波器和探头的带宽越宽越好。
    兼容性
    有一种情况非常普遍,人们使用X公司生产的示波器却配Y公司生产的探头进行测量。事实上,示波器和探头并不总是可互换或可兼容的。最好的做法是使用同一家公司生产的示波器和探头,从而排除任何潜在的冲突问题。
    校准
    在使用示波器进行测量时最容易忽视的步骤之一是校准。校准是一种简单易行的方法,可以确保您的每次测量都是从头开始,不受上次测量的影响。在开始测量前应该进行手动校准,如果示波器带有自校准功能,您在测量前应该运行这个功能。欠补偿或过补偿的探头会引入幅度、上升时间和被测信号波形失真测量的严重误差。
    探头
    为具体的测量任务选用合适的探头总会得到最好的测量结果。通常,对于通用测量,10:1探头就足够了;但对于低幅度信号测量,您可能要考虑使用1:1探头。在进行高速测量时,应该着重考虑探头电容。具有大电容值的探头会减缓上升和下降沿,而且在检测某些器件(例如高速运放)的输入或输出端时,甚至会引起这些器件产生振荡。因此,测量高速电路的另外一点考虑是使用有源FET探头。有源探头通常具有较低的触点电容(通常为几个pF)和极高的阻抗,因此有源探头对任何被测节点都呈现极小的负载。
    探头接地
    在进行高速测量时,可能犯的最大错误是使用探头接地夹,造成示波器探头问题。使用接地夹相当于在接地路径中加入了一个串联电感。这个串联电感和探头电容共同作用,就会引入振荡和过冲。最好的接地连接方法是使用探头内部的接地屏蔽网,只是您得拆开探头。不过,这不难做到。首先,从探头探针上松开塑料外皮,把它从探头上褪下。这时探头的金属接地屏蔽网就露出来了。然后,把接地夹从探头上取下,就完成了。现在可以进行测量了,简单地测一个节点,将探头的金属接地屏蔽网接到最接近的被测电路接地点。这种方法可以排除任何串联电感,几乎消除了所有的振荡和过冲。如果您找不到最接近的接地点,就将一段总线在示波器探头的金属接地屏蔽网上绕几圈,然后再接地。您可以使用几乎所有的小金属物件来做接地连接,我使用过改锥、纸夹和镊子。我最喜欢用的是镊子,因为镊子的尖端可以戳到接地平面上,也能插到PCB板的元件密集区域内。
    差分测量
    在进行时差或传输延迟的测量时,请确保使用的是同样长度的两个探头。电缆的传输延迟大约为1.5ns/ft。电缆长度不一样会给你带来麻烦。例如,使用一根3英尺和一根6英尺长的电缆示波器探头测量传输延迟,电缆长度差会造成大约4.5纳秒(ns)的误差,当要分辨以1ns为单位的测量时,这是相当大的误差。

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