示波器探頭的降額曲線(Derating Curve)指標(biāo)對測量結(jié)果有什么影響？

　　為什么電壓探頭會有降額曲線(Derating Curve)指標(biāo)，它的意義是什么呢?

　　絕大多數(shù)的示波器電壓探頭，無論是單端無源探頭還是差分有源探頭都會有降額曲線指標(biāo)(Derating Curve).

　　下圖是示波器N287X系列無源單端探頭的降額曲線，從曲線觀察到，隨著信號頻率的增加，探頭可以測試到的交流RMS值隨之變小。要測試到探頭額定最大交流 RMS值，其對應(yīng)的最大頻率范圍與之標(biāo)稱的最大測試頻率范圍相差甚遠(yuǎn)。

　　N2871A+N2872A+N2873A+N2875A+N2894A 只能在 500KHz 以下頻率能達(dá)到最大的額定測試電壓 400V.

　　究其原因，以無源單端探頭為例，先來了解電壓探頭為什么會有降額曲線指標(biāo)。先通過下圖來了解無源單端探頭與示波器連接結(jié)構(gòu)。

　　從上圖可以看到探頭是一個RC(探頭電阻與探頭電容并聯(lián))并聯(lián)電路，探頭與示波器連接也是一個RC(示波器輸入電阻同時與補償電容和輸入電容并聯(lián))并聯(lián)電路，兩個電路再串聯(lián)一起。

　　電容是一個阻抗器件，根據(jù)公式 1/2πfC , 可以看出容抗是隨著頻率變化而變化的。

　　在輸入直流信號的情況下，由于電容隔直通交的特性，整個回路的阻抗達(dá)到 10 Mohm，幾百伏電壓加載在回路中也只能引起極小的回路電流，對探頭和示波器并無影響。

　　在輸入交流信號的情況下，輸入信號頻率較低時pf級的電容表現(xiàn)出極大的電抗，對于整個回路的阻抗影響并不大，然而隨著頻率的增加，每個電容的電抗都會隨著減小，從而引起兩個并聯(lián)電路的阻抗降低，使得整個電路的阻抗降低。如果這時再加載高壓信號到回路中，測試回路電流會隨之變大，從而會引起測試不準(zhǔn)確，甚至有損壞探頭和示波器的風(fēng)險。

　　下圖是N287X系列探頭阻抗隨頻率的變化曲線。

　　因此在使用電壓探頭時，無論是單端無源探頭還是有源差分探頭都需要對所要測試信號特征有所了解(特別是高壓高頻的信號)，根據(jù)信號的頻率幅度結(jié)合探頭的降額曲線指標(biāo)來選擇一款適合的探頭來精確測試待測物，同時避免探頭和示波器損壞。

　　但是，高帶寬的示波器電壓探頭卻沒有這個指標(biāo)，這又是為什么呢?

　　通常來講，高帶寬電壓探頭都是測試高速的低壓信號，所以也就沒有降額曲線這個指標(biāo)。以113X系列探頭為例，其最大測試電壓動態(tài)范圍只有+/-2.5V.

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