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示波器探头校准-补偿电容

发布时间: 2024-06-04 作者: 新闻中心

  咱搞硬件的,经常东西用着用着就不见了,什么镊子,钳子,螺丝刀,总逃不过这样的命运。这不,最近补充了2个示波器探头。

  说到换示波器探头,第一件事要做的就是进行校准了。示波器探头有很多种,使用最多的应该是无源高阻示波器探头,我使用的也是这个,所以本文就只讲无源高阻示波器探头。

  如图,3处所示位置一般有一个可调电容旋钮,用螺丝刀是可以拧动的,校准就是调这个。必须要格外注意的是,调节的时候最好用示波器探头包装里面自动的塑料工具,而不要用金属螺丝刀。因为这个可变电容本身不大,使用金属螺丝刀会改变其容值,感兴趣的同学可以试一下,会出现这个现象,本来调好的波形,螺丝刀一旦拿开,波形又不好了。

  2---将示波器探头的衰减比调到x10档,同时将示波器对应通道的倍率调到x10

  3---测量示波器产生的方波,观察波形,同时转动示波器探头上面的电容旋钮,直至方波波形最好,判断的标准如下图。

  前面介绍了怎么样做探头校准补偿,补偿方法也最简单,那么为何需要这么做呢?难道厂家不能提前做好吗?

  这里就有必要了解示波器探头的一个等效电路,还有示波器通道输入端的等效电路了。

  如上图,在探头在x10衰减档时,探头前端等效为9M+20pF并联,中间是1.5m探头线,会存在寄生电容,尾部有可调电容。

  我们知道,电容的本质就是两个极板放到一起,容值的大小与极板的面积与距离相关。探头信号线和地线就相当于是两个极板,因此就构成了一个电容。探头线m长左右,这个长度比较长,因此,这个寄生电容是很可观的,能够达到上百皮法。

  为了便于分析,将以上电路合并,C2=可变电容+寄生电容+示波器通道输入电容

  我们目的,就为了使Vin与Vo的波形一致,不能出现失真。这里要提一下,这里的波形可能很复杂,可能由多个频率成分构成,而我们应该的是,不论是哪个频率,Vin/Vo都是一个相同的值。

  那么满足的条件就是:R1,C1合起来的阻抗与R2,C2合起来的阻抗为一定的倍数关系,这里说的阻抗是复数,电阻R为实部,电容1/jwc为虚部。

  C2=可变电容+寄生电容+示波器通道输入电容,不同的探头寄生的电容都会有些差别,而不同的示波器的输入电容也不完全一样,为满足上述公式,所以加了可变电容调节。