电源纹波测试如何明智的选择合适的示波器探头?

  浏览量2024-02-05 作者: 轨道交通

  示波器探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引入示波器进行测量。为保证测量的精度,选择正真适合的探头很重要。那么如何选择探头呢?示波器探头“瓦塔”了怎么办?且听听安泰测试马工怎么说:

  示波器探头的量程一般无源探头最大电压300Vrms,高压探头或者差分探头的量程能够准确的通过型号查找规格书,不同衰减比档位下的量程不同。使用时根据当前档位确定允许输入的最大电压。

  现在的探头大多数都会配一根备用探针,用钳子把坏的探针顺向取下来,直接更换就可以使用。假如没有备用探针,可以找当地经销商询一下原厂配件。

  把探头连接上示波器后看到示波器上波形噪声大,是正常的,是因为没有构成闭合回路耦合进入空间噪声引起的。将探头正端和地线闭合连接,能够正常的看到当前的真实底噪。

  一般在测量过程中发现噪声过大,可以将地线摘掉,用接地弹簧测量,尤其是高频信号。

  测量信号的上升沿出现非常明显过冲或震荡,一般是地线过长引起的。换一个接地弹簧就可以消除这种影响,测出真实的信号上升特性。

  探头测电压不准请先检查探头衰减比是否和示波器内设置一致,其次要考虑探头的负载效应,如果被测电路的输出阻抗大,那么一般的无源探头是测不了的,得换有源探头(有源单端/差分探头),是因为阻抗分压引起的问题。

  电源纹波测试最好用高阻无源探头1X档,优点是不需要经过示波器内部放大噪声小,信噪比高。测量时用接地弹簧作为地线MHz,根据自身的需求选择通道耦合为AC耦合,这样就可以观察电源纹波等低频小信号测量了。

  大电流测量时用类似柔性电流探头、罗氏电流探头,它的电流环比较大,通过的导线位置稍微移动就会影响测量值,这种情况建议固定好电流流经导线于电流环正中位置。如果希望减少位置引起的误差可以用电流环径小的电流探头。小电流建议用万用表或者皮安表测量。

  市电波形是220Vrms正弦波,用无源高阻探头10X档是可以测量的,其最大输入电压一般是300Vrms,是大于市电有效值电压的。

  但是注意无源探头1X档的CAT II等级只有150Vrms,也就是说在室内插座上用的环境下允许的最大电压只能在150Vrms,不满足测市电220Vrms具备的耐压限值,虽然1X档位下通入示波器的电压是220Vrms,用1X档位直接测市电会损坏探头。

  如果用同轴导线直接将市电引入示波器,这样的线X探头损坏,但从示波器最大输入电压指标能够准确的看出,此时安全等级降低到CAT I等级,原则上不适宜在实验室内进行这样的测量。所以测市电建议用高压探头相对安全。

  浮地信号测试的原则是保证信号不对地发生短路。非浮地示波器或带电池示波器的话,能够最终靠差分探头进行浮地测量,测试安全直接且具有较好的共模抑制(类似的工频干扰)。如果简单测量能够最终靠示波器两通道接单端探头,用探头的正极端分别测浮地信号两端,两支探头的鳄鱼夹均接地。然后用示波器内部的通道运算功能CH1-CH2,得到浮地信号的电势差波形。

  探头补偿主要是针对无源探头内部阻抗匹配而做的必要测量准备工作,通过旋转预留的电容旋钮Ccomp进行探头补偿,消除畸变,保证测量准确,比如无源高阻探头、无源高压探头等。而一般的有源探头则一定要通过探头内部调零和校准,实现准确测量,比如差分探头、电流探头。

  对于第一点举个例子:泰克示波器新款是TekVPI接口,甚至老型号的泰克TekConnect接口探头都不能直接用;此时需要泰克TDA-BNC转换器转换。

  对于第二点举个例子:一些高端示波器只有50欧阻抗输入,此时不能直接接入高阻探头,一定要使用专用的50低阻探头。类似的有些低端示波器只有高阻输入阻抗1M欧,此时不能直接接入50欧探头或者BNC线,需要找一个阻抗转换器进行转换接入。

  第三点:一些电流探头是需要配合示波器设置进行调零和消磁甚至供电的,如果用在其他示波器上可能没办法进行调零消磁校准,异常使用。

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