zz-示波器探头使用注意的问题

示波器探头使用注意的问题

2009-11-15 21:15

示波器探头使用注意的问题

发布日期：2009-5-23

    虽然进行精确的高速示波器测量可能具有挑战性，但是运用一些简单提示和技巧可以显著改善测量结果。本文收集一些容易实施的方法，可以确保你的每次测量都能够快速准确地得到结果。尽管其中的方法看上去很基本，但令人感到惊讶的是，它们却常常被人们忽略。尽管这些提示和技巧单个看上去并不值得注意，但结合在一起就能显著提高测量的精确度。

带宽

    这个通常会在探头上写明，多少MHz。如果探头的带宽不够，示波器的带宽再高也是无用，因为探头瓶颈原因信号无法不失真输入到示波器。所以探头带宽的选择至少高于标称的带宽。严格意义上来说示波器的带宽本生就包括了探头系统的带宽，Siglent(鼎阳科技)的示波器就是一个很好例子，他们提供的示波器比如标称是100MHz，那么就是指包括探头在内的整个通道的带宽是100MHz

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。

阻抗匹配

    探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节。通常在探头靠近示波器一端有一个可调电容，有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容。它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的。如果阻抗不匹配的话，测量到的波形将会变形。调节示波器探头阻抗匹配的方法如下：把探头接到通道上，然后直接把探头尖端钩子接到示波器“探头元件～3V”连接器上，基准导线接到“探头元件接地”连接器上，显示通道，然后按下“AUTO”按钮。此时检查所显示波形的形状（一般示波器都带有这输出端子，通常是1KHz的方波信号），方波的上、下两边是否水平。如果出现过冲、倾斜等现象，则说明需要调节探头上的匹配电容。用小螺丝刀调节之，直到上下两边的波形都水平，没有过冲为止。当然，可能由于示波器探头质量的问题，可能调不到完全无失真的效果，这时只能调到最佳效果了

档位设置

    无源探头上有一个选择量程的小开关：X10和X1。当选择X1档时，信号是没经衰减进入示波器的。而选择X10档时，信号是经过衰减到1/10再到示波器的。因此，当使用示波器的X10档时，应该将示波器上的读数扩大10倍（有些示波器，在示波器端可选择X10档，以配合探头使用，这样在示波器端也设置为X10档后，直接读数即可）。当我们要测量较高电压时，就可以利用探头的X10档功能，将较高电压衰减后进入示波器。另外，X10档的输入阻抗比X1档要高得多，所以在测试驱动能力较弱的信号波形时，把探头打到X10档可更好的测量。但要注意，如果不确信号电压高低时，应当先用X10档测一下，确认电压不是过高后再选用正确有量程档测量，养成这样的习惯是很有必要的，这样对自己的安全负责也避免了示波器的烧坏。常有人问，为什么用示波器看不到晶振引脚上的波形？一个可能的原因就是因为使用的是探头的X1档，这时相当于一个很重的负载并联在晶振电路中，导致电路停振了。正确的方法应该是使用探头的X10档。这是使用中应当注意的，即或不停振，也有可能因过度改变振荡条件而看不到真实的波形了。

探头接地

    示波器探头在使用时，要保证地线夹子可靠的接了地（被测系统的地，非真正的大地），不然测量时，就会看到一个很大的50Hz的信号，这是因为示波器的地线没连好，而感应到空间中的50Hz工频市电而产生的。如果你发现示波器上出现了一个幅度很强的50Hz信号（我国市电频率为50Hz），这时你就要注意下看是否是探头的地线没连好。由于示波器探头经常使用，可能会导致地线断路。检测方法是：将示波器调节到合适的扫描频率和Y轴增益，然后用手触摸探头中间的探针，这时应该能看到波形，通常是一个50Hz的信号。如果这时没有波形，可以检查是否是探头中间的信号线是否已经损坏。然后，将示波器探头的地线夹子夹到探头的探针（或者是钩子）上，再去用手触摸探头的探针，这时应该看不到刚刚的信号（或者幅度很微弱），这就说明探头的地线是好的，否则地线已经损坏。通常是连接夹子那条线断路，通常重新焊上即可，必要时可更换，注意连接夹子的地线不要太长，否则容易引入干扰，尤其是在高频小信号环境下。示波器探头的地线夹子应该要靠近测量点，尤其是测量频率较高、幅度较小的信号时。因为长长的地线，会形成一个环，它就像一个线圈，会感应到空间的电磁场。另外系统中的地线中电流较大时，也会在地线上产生压降，所以示波器探头的地线应该连接到靠近被测试点附近的地上。最好的情况就是不要使用配置的钳夹地线，把地线拔下来在探头尖端裸露的金属部分套上配置的近地线（一个圆环状），这样大大缩短地线长度，很大避免了地线的噪声干扰。小信号测量时如果噪声干扰比较大，可以把示波器的采样方法选择平均，同时可把带宽限制打开（如果测的是低频信号）一般数字示波器的带宽限制为20MHz，注意此限制也有可能把信号的一些谐波滤除。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，以消除电缆长度不本身带来延迟不一致的麻烦。

安全问题

    使用探头时避免电击，应使手指保持在探头主体上防护装置的后面，不接触探头顶部的金属部分，同时确保输入信号的幅值不超过标称的示波器允许输入的最大值。