探頭選型之選擇被動(dòng)探頭還是主動(dòng)探頭呢?

　　對(duì)于一般用途的中低頻(小于600MHz)測(cè)量，無(wú)源高阻抗電阻分壓器探頭是不錯(cuò)的選擇。這些堅(jiān)固耐用且價(jià)格低廉的工具提供寬動(dòng)態(tài)范圍(大于300V)和高輸入電阻，以匹配示波器的輸入阻抗。然而，與低阻抗(z0) 無(wú)源探頭或有源探頭相比，它們施加了更重的電容負(fù)載，并提供更低的帶寬?？偠灾?，高阻抗無(wú)源探頭是大多數(shù)模擬或數(shù)字電路的通用調(diào)試和故障排除的最佳選擇。

　　對(duì)于要求在寬頻率范圍內(nèi)精確測(cè)量的高頻應(yīng)用(大于600MHz)，有源探頭是最佳選擇。它們比無(wú)源探頭成本更高，且輸入電壓有限，但由于其電容負(fù)載顯著降低，因此可讓您更準(zhǔn)確地洞察快速信號(hào)。

　　在圖1-1中，我們看到了600 MHz示波器(是德科技公司的DSO9064A)的屏幕截圖，它測(cè)量了一個(gè)上升時(shí)間為500皮秒的信號(hào)。左邊是Keysight N2873A 500 MHz無(wú)源探頭，用于測(cè)量該信號(hào)。在右側(cè)，Keysight N2796A2 GHz單端有源探頭用于測(cè)量相同的信號(hào)。黃色痕跡顯示的是探測(cè)前的信號(hào)，在兩種情況下是相同的。綠色的軌跡顯示了探測(cè)后的信號(hào)，這與探頭的輸入相同。紫色的痕跡顯示被測(cè)信號(hào)，或探頭的輸出。

圖1-1.測(cè)量具有600ps上升時(shí)間信號(hào)的無(wú)源探頭和有源探頭的比較

　　左圖,KeysightN2873A 500 MHz無(wú)源探頭，帶]15cm鱷魚(yú)接地引線

　　信號(hào)加載，現(xiàn)在有740秒差距

　　探頭輸出包含諧振并測(cè)量1.4nsec邊緣

　　右圖,KeysightN2796A 2 GHz有源探頭，帶1.8cm接地導(dǎo)線

　　信號(hào)不受探頭影響，仍有630 ps的邊緣

　　探頭輸出匹配信號(hào)并測(cè)量555 psec

　　無(wú)源探頭通過(guò)其輸入電阻、電感和電容(綠色跡線)向下加載信號(hào)。您可能希望示波器探頭不會(huì)影響被測(cè)設(shè)備(DUT)中的信號(hào)。然而，在這種情況下，無(wú)源探頭確實(shí)對(duì)被測(cè)器件有影響。探測(cè)信號(hào)的上升時(shí)間變成4納秒，而不是預(yù)期的600皮秒，部分原因是由于探頭的輸入阻抗，但也由于其有限的500MHz帶寬在測(cè)量一個(gè)583兆赫的信號(hào)(0.35/600即583兆赫)。無(wú)源探頭的電感和電容效應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致探頭輸出(紫色跡線)的過(guò)沖和撕裂效應(yīng)。有些設(shè)計(jì)師并不關(guān)心這個(gè)量的測(cè)量誤差。對(duì)于其他人來(lái)說(shuō)，這種測(cè)量誤差是不可接受的。

　　我們可以看到，將有源探頭(如是德科技的N2796A2 GHz有源探頭)連接到被測(cè)器件時(shí)，信號(hào)幾乎不受影響。被探測(cè)后的信號(hào)的特性(綠色跟蹤)是幾乎相同的未探測(cè)的特性(N2796A2 GHz跟蹤)。此外，信號(hào)的上升時(shí)間不受保持在555 ps的探針的影響。此外，有源探測(cè)器的輸出(綠色軌跡)與探測(cè)信號(hào)(紫色軌跡)相匹配，并測(cè)量預(yù)期的600psec上升時(shí)間。使用1156A有源探頭的2GHz帶寬以及卓越的信號(hào)保真度和低探頭負(fù)載使這一切成為可能。

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