如何消除示波器探頭所產(chǎn)生的過沖和振鈴現(xiàn)象

如何消除示波器探頭所產(chǎn)生的過沖和振鈴現(xiàn)象，抑制示波器測試系統(tǒng)自身產(chǎn)生諧振對于真實電路測量的影響?

所有LC電路都可能產(chǎn)生共振，示波器探頭也是LC電路。在使用過程中，應(yīng)避免示波器探頭本身產(chǎn)生的共振現(xiàn)象，從而影響信號的真實測量。隨著設(shè)計電路中信號工作頻率的增加，在連接示波器探頭時，我們需要更加注意沖擊和鈴聲問題。如果在所用探頭的帶寬范圍內(nèi)發(fā)生共振，很難確定測量干擾是來自電路還是測量探頭，影響測試結(jié)果的真實性。

首先來認(rèn)識以下示波器探頭阻抗模型，從圖1可以看出探頭是一個串聯(lián)諧振電路。對于串聯(lián)諧振電路，當(dāng)達(dá)到諧振頻率點時，系統(tǒng)阻抗降低為最小，引起電壓的劇烈變化從而產(chǎn)生過沖或振鈴現(xiàn)象。如圖2：

示波器和探頭測試，要如何抑制過沖和振鈴，PRBTEK帶大家先了解幾個概念和公式：

諧振指的是電路中的感應(yīng)電抗和電容電抗在特定頻率處相互抵消，這個特定頻率就叫做“諧振頻率”。電感器電抗和電容器電抗的值在諧振頻率處變?yōu)橄嗟?，兩者相互抵消，最終相加之和為零。因此 2πfL=1/2πfC

諧振頻率計算公式：

諧振強度可通過指數(shù)Q(質(zhì)量因子)來表示。Q越高表示諧振越強。

對于串聯(lián)諧振電路來說 Q=2πfL/R ，f是諧振頻率，進(jìn)一步推導(dǎo)可以得出Q的公式：

由公式看出，抑制探頭自身產(chǎn)生過沖和振鈴的方法：

1. 根據(jù)諧振頻率計算公式可以看到，減小電感，提高諧振頻率，諧振頻率移至示波器和探 頭帶寬之外，從而盡量減少對測量的影響。參考圖1探頭阻抗結(jié)構(gòu)圖，在測試時盡量減少測試引線和接地線長度從而降低電感。(每英寸電線會產(chǎn)生高達(dá) 25-nH的電感到探頭等效電路中。)

2. 降低諧振強度Q，根據(jù)Q的計算公式，可以增大R，引入阻尼電阻來降低諧振強度,抑制測試系統(tǒng)中產(chǎn)生過沖和振鈴。

實例：4GHz有源探頭+5cm連接附件：

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審核編輯：湯梓紅