示波器探头衰减和示波器内部衰减原理

hdfjhxjkd 1970-01-01 00:05:04 1276 浏览

在输出正弦波试验中，探头衰减*1，调节示波器内部衰减*10，*100，幅值都是增大的，但*1000后就变小了，原因是什么？还有，把探头衰减*10，幅值也变小了，又是什么原因？

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天*请闭眼啊呀 2015-11-10 00:00:00

没分没真相. 说白了就是衰减器原理，来降低信号的电平、匹配信号源和负载的阻抗或者测量两端口器件的增益或损耗.电阻性元件，分为吸收式和截止式.吸收式是利用吸收片吸收部分的能量而达到吸收效果的，能量会在电阻膜上转化为热能，构成衰减；截止式是利用波导的截止特性做成的，由于截止波导中不存在吸收性材料，顾其衰减不是由于损耗而是由于反射所引起的，在需要获得很大衰减量或者要求调节范围很宽时可采用截止式衰减器. 信号输入端的功率为P1，而输出端得功率为P2，衰减器的功率衰减量为A（dB）.若P1 、P2 以分贝毫瓦（dBm）表示，则两端功率间的关系为 P2（dBm）＝ P1（dBm）－ A（dB）

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洪胜雄 1970-01-01 08:00:00

你所使用的示波器应该是学生实验示波器，示波器上×1，×10，×100，×1000在校准位置对应是的衰减倍数，×1即信号不衰减，×10即衰减10倍，后边的也对应如此，从现象看你的示波器内部电路出了问题，换一台可以试试。

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DNF郭健 2016-06-28 14:47:59

　　原理就是降低信号的电平、匹配信号源和负载的阻抗或者测量两端口器件的增益或损耗.电阻性元件，利用吸收片吸收部分的能量而达到吸收效果的，能量会在电阻膜上转化为热能。　　示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要，它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。Z简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线，复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰，而且本身等效电容较大，造成被测电路的负载增加，使被测信号失真。　　1 示波器探头的定义　　本质上，示波器探头是在测试点或信号源和示波器之间建立了一条物理和电子连接；实际上，示波器探头是把信号源连接到示波器输入上的某类设备或网络，它必须在信号源和示波器输入之间提供足够方便优质的连接。连接的充分程度有三个关键的问题：物理连接、对电路操作的影响和信号传输。　　2 示波器探头的发展过程　　在过去50年中，各种示波器探头接口设计一直在不断演进，以满足提高的仪器带宽速度和测量性能要求。在Z早的年代，通常使用香蕉式插头和UHF型连接器。在20世纪60年代，普通BNC型连接器成为常用的探头接口类型，因为BNC体积更小、频率更高。BNC探头接口仍用于测试和测量仪器设计，当前更高质量的BNC型连接器提供了接近4GHz的Z大可用带宽功能。　　之后，某些厂家提出了普通BNC型探头接口设计变通方案，在使用BNC连接器的同时，额外提供了一个模拟编码的标度系数检测针脚，作为机械和电子接口设计的一部分，使得兼容的示波器能够自动检测和改变示波器显示的垂直衰减范围。　　3 示波器探头的结构形式　　大多数探头由探头头部、探头电缆、补偿设备或其他信号调节网络和探头连接头组成。　　为进行示波器测量，必须先能够在物理上把探头连接到测试点。为实现这一点，大多数探头至少有一两米长的相关电缆，如图1所示。但是探头电缆降低了探头带宽：电缆越长，下降的幅度越大。除了一两米长的电缆外，大多数探头还有一个探头头部或带探针的把手，探头头部可以固定探头，用户则可以移动探针，与测试点接触。通常这一探针采用弹簧支撑的挂钩形式，可以把探头实际连接到测试点上。　　为了获得可用的测量结果，探针上的信号必须通过探头头部和电缆，以足够的保真度传送到示波器的输入。

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示波器探头衰减和示波器内部衰减原理: 在输出正弦波试验中，探头衰减*1，调节示波器内部衰减*10，*100，幅值都是增大的，但*1000后就变小了，原因是什么？还有，把探头衰减*10，幅值也变小了，又是什么原因？

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一、用好示波器的自动测量功能

示波器的时间轴和电压轴都是经过标定的，数值具有明确的物理和计量意义，因此通常需要在测试报告中记载相应的数值。具体到纹波测量，通常最关心纹波的大小，可用纹波的峰峰值，有效值等指标表示。在模拟示波器上，可以通过数格子的方法来读出数值。在早期的数字示波器上出现了光标，用于手动测量2个点之间的相对值。这些测量功能作为示波器的基本功能也保留至今。

进一步地，现代示波器一般都具有强大的自动测量功能，只需要简单按键或者点击，就可以将常见数值指标显示在屏幕上，并且实时刷新。如图1所示，对于这个不规则的周期纹波信号，示波器测得峰峰值有116.7mV，有效值有26.24mV。如果需要周期、频率等指标，也可以用类似的方法快速得到。

图1：示波器自动测量功能

二、电压探头衰减的影响

无源探头的衰减要设置为1X。原因是1X是无衰减档位，带宽较小，而且去掉了衰减器带来的噪声，会减弱额外噪声的影响。如图2所示，普通无源探头的衰减档位是通过拨动开关来选择的，测试时一定要先确认档位设置正确。图3和图4是同一个探头设置在10X和1X测量同一个信号的波形（已分别在示波器中设置了正确的衰减，屏幕显示的是真实电压值，无需换算）。可以看到图3的波形相比图4明显叠加了更多的高频噪声，信号细节不够清晰。使用示波器的自动测量功能，也会发现读数不同。

图2：示波器电压探头衰减设置开关

图3：探头衰减设为10X的波形

图4：探头衰减设为1X的波形

三、接地线的影响

探头要拔掉地线，使用探头的接地弹簧来就近接地。具体的操作方法如图5所示，探头上只有探针和接地弹簧2个组件，没有额外的接地延长线。探针和接地弹簧的触点之间只有数毫米的距离，可以直接接入到板子上的无源器件两端。对于纹波测量，在电源模块输出的滤波电容两端测量是一个不错的选择，如图6所示。

图5：探头的探针和接地弹簧

图6：使用接地弹簧和探针测量纹波，接地弹簧就近接地

图7是一种错误的示范。使用探头的接地夹，图方便就夹在了板子边缘的地线上，直流通路看上去没有问题。但是接地夹通常有数厘米甚至更长，板子上的走线通常也是厘米量级，测量环路就会比使用接地弹簧的方案长很多。因此会引入更多不必要的噪声，如图8所示，目测波形上就有反复出现的尖峰，显然是和真实情况相违背的。

如果仔细观察，还可以看到图7中，接地夹构成的环路中，甚至还有一根白色电缆穿过，这些都是不严谨的测量方式，需要及时改正。

图7：使用接地夹和探针测量纹波，接地夹随意夹到板子边缘的地线上（错误示范）

图8：使用接地夹测量纹波时明显能发现的干扰信号

充分利用好示波器的自动测量功能，可让工程师们事半功倍。以上内容为普科科技PRBTEK结合一些工程测量实际为大家分享。