圖 7 中的示例描述了非是德科技的 4-GHz 探頭的輸入電壓(V 輸入)上的帶內(nèi)阻抗。請(qǐng)注意,此時(shí)探頭的輸出電壓(V 輸出)與輸入電壓不相符。輸出電壓保持平坦,而探頭傳輸響應(yīng)(V 輸出 /V 輸入)達(dá)到 5-dB 的峰值。
圖 7. (上圖)25-Ω 系統(tǒng)中非是德科技 4 GHz 探頭的輸入電壓和輸出電壓的頻率響應(yīng)。(下圖) 探頭的傳輸響應(yīng)。輸入電壓諧振低至 3.5-GHz 時(shí),輸出電壓保持平坦,傳輸響應(yīng)達(dá)到 5-dB 的峰值。
那么當(dāng)輸入電壓諧振時(shí)輸出電壓保持平坦存在什么問(wèn)題呢?難道這不是與未連接探頭時(shí)的信號(hào)情況相同嗎?這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的好,但是請(qǐng)記住探頭傳輸響應(yīng)將一直處于 5-dB 的峰值,會(huì)導(dǎo)致輸入信號(hào)失真,并且在測(cè)量波形中顯示額外的過(guò)沖和振鈴。
圖 -8 的測(cè)量是在兩端端接 50-Ω 負(fù)載的傳輸線的中點(diǎn)進(jìn)行的,信號(hào)源電阻顯示為25-Ω,并且探頭響應(yīng)與該類電路匹配。如果正在測(cè)量的電路不能提供理想的 25-Ω 信號(hào)源電阻,您將會(huì)看到探頭引起的信號(hào)失真。
可以通過(guò)實(shí)例對(duì)此類失真進(jìn)行更好的解釋說(shuō)明。假如使用 100-kΩ 探頭來(lái)測(cè)量具有100-kΩ 信號(hào)源電阻的電路的電壓,并且該探頭的傳輸響應(yīng)已針對(duì)這種類型的電路進(jìn)行了修改,可以顯示出探頭“實(shí)際”輸出電壓。因此,當(dāng)您將探頭連接到電路上,并將輸入電壓降低一半時(shí),測(cè)量波形就像未連接探頭時(shí)一樣顯示全電壓幅度。
但是,當(dāng)探頭與具有 50-kΩ 信號(hào)源電阻的電路連接會(huì)發(fā)生什么情況呢?探頭的傳輸響應(yīng)仍然會(huì)改變測(cè)量波形,顯示的波形電壓比探頭輸入端的實(shí)際電壓高 33%。
最佳的探頭可以保證對(duì)被測(cè)電路的影響最小,并且從輸入端到輸出端傳輸?shù)碾妷菏д孀钚?。這樣您就可以觀察探針處的信號(hào)。
1156A/57A/58A 探頭通過(guò)在緊鄰被測(cè)點(diǎn)處安裝一個(gè)電阻器,解決了此類問(wèn)題。在探針上安裝電阻可以隔離探頭寄生效應(yīng)對(duì)被測(cè)電路的影響,并抑制諧振電路的形成。這樣可以使探頭傳輸響應(yīng)(V 輸出 /V 輸入)在高達(dá) 4-GHz 的整個(gè)帶寬內(nèi)保持平坦(圖- 8)。
通常,如果需要進(jìn)行精確的上升時(shí)間測(cè)量,應(yīng)選用盡量短的接地引線。
圖 8. (上圖) 1158A 4 GHz 探頭輸入電壓和輸出電壓的頻率響應(yīng)。(下圖)由于輸出電壓的頻率響應(yīng)與輸入電壓非常相符,但探頭傳輸響應(yīng)在探頭整個(gè) 4 GHz 帶寬內(nèi)保持平坦。
探頭附件
由于探測(cè)電路存在一定的探測(cè)難點(diǎn),所以并非每次都可以將探頭與信號(hào)和地面直接相連。因此我們經(jīng)常會(huì)看到在電路上焊接有一小段電線,旨在方便探頭與信號(hào)和地面連接。但是,這些電線會(huì)產(chǎn)生更多的寄生效應(yīng),顯著改變探頭的傳輸響應(yīng),從而引發(fā)測(cè)量波形出現(xiàn)過(guò)沖和振鈴(圖 -9)。通常,利用電線擴(kuò)大探頭的探測(cè)范圍時(shí),每英寸電線會(huì)產(chǎn)生高達(dá) 25-nH 的電感施加到探頭等效電路中。