探頭補償是什么?示波器探頭為什么需要補償?如何補償?
示波器探頭是示波器外部的電路器件,其作用是從被測電路中探測信號,當探頭接入被測電路后,探頭會成為測試電路的一部分,而探頭和示波器相連接,探頭又會成為示波器測量系統的一部分。所以探頭的電路設計非常重要。由于探頭中存在分布電容和分布電感,尤其在進行高頻信號測量的時候會使信號的頻率特性變差。
探頭補償是什么?
探頭補償是調整探頭電容以補償示波器固有輸入電容的影響的過程。為確保測量結果具有優異的準確性或線性,需要對探頭進行適當的補償。
圖1 探頭補償
為什么要補償示波器探頭?
創建電路并使用示波器進行實驗之前,適當地補償示波器探頭是非常重要的,否則測量結果將不精確。
對比分別使用補償探頭和補償不足或補償探頭的測量,顯示即使在低頻下也有明顯的幅度變化。探頭補償不當會導致脈沖信號的上升和下降時間的變化。而且這些誤差會隨著頻率的增加而加劇。
要想補償探頭,連接示波器的通道1輸入與位于示波器前面板的探頭補償測試端子之間的一個探頭。連接示波器通道2輸入與相同的探頭補償測試端子之間的第二個探頭。不要忘了將兩個探頭的地線連接到示波器前面板的接地端子。
之后,將兩個輸入通道的探頭衰減因數設置為10:1 (10比1)。注意,某些高端示波器將檢測是否已連接10:1探頭,然后自動為您設置探頭衰減因數。 接著,設置每個通道的V/div設置和sec/div設置,以便在示波器顯示屏上顯示 一個或兩個周期的探頭補償信號。示波器探頭補償信號通常是一個1 kHz方波,因此 適當的sec/div設置應為200μsec/div。
圖2 調整每個無源探頭的探頭補償。
如圖2所示,使用一個小一字螺絲刀調整每個探頭的可調補償電容器,以使兩個波形都是"平坦"的響應。這個可調的電容器在探針附近或是探頭的一部分, 靠近它插入的示波器BNC輸入端。
示波器無源探頭補償效應
欠補償
過補償
正確補償
示波器探頭補償范圍
大多數無源探頭的技術指標中都列出使用無源探頭時示波器的輸入電容范圍。 在選擇無源探頭時,必須確保示波器的輸入電容在探頭的補償范圍內,否則無法通過調整探頭,獲得經補償的正確方波信號。 大多數示波器的輸入電阻為 1 MΩ。該輸 入電阻與輸入(分路)電容并聯。通常情況下,衰減系數大于 1:1 的高頻率探頭都內置有可調補償網絡。通過對補償網絡的調整,就可以在示波器規定頻率范圍內得到盡可能最好的頻率線性度。
示波器探頭補償步驟-了解如何在進行補償調整探頭
必須補償每個示波器的無源探頭,以便與它所連接的示波器通道的輸入特征匹 配。一個補償有欠缺的探頭可能會導致明顯的測量誤差。
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