探頭接地環(huán)路的自感分析

當(dāng)采用常規(guī)的10：1示波器探頭測(cè)量數(shù)字設(shè)備時(shí)，性能劣化的主要因素來(lái)源于其接地導(dǎo)線的自感。廠商提供的探頭性能指標(biāo)，是將測(cè)試夾具直接連接到探頭頂尖和探頭外屏蔽層測(cè)量得到的數(shù)據(jù)。探頭帶寬的測(cè)量在沒(méi)有使用接地引線情況下得到的。數(shù)字系統(tǒng)工程師父?jìng)兺ǔＪ褂玫奶筋^頂部是一個(gè)塑料外殼的夾子，而從探頭套管中間引出一根導(dǎo)線作為接地引線，因此我們需要分析一下這些改變對(duì)探頭性能的影響。

圖3.4是一個(gè)典型的示波器探頭裝置。探頭的尖端與被測(cè)電路相連，而接地引線則將探頭外殼和測(cè)試電路上一個(gè)方便的地參考點(diǎn)相連。注意，地連接是通過(guò)幾英寸長(zhǎng)的一根完成的。

對(duì)于這個(gè)探頭裝置實(shí)例，其等效電路如圖3.4的下部所示。這里假設(shè)示波器探頭的輸入阻抗為10PF的電容并聯(lián)一個(gè)10M的電阻。可以看到，流入探頭的電流必然經(jīng)過(guò)地回路到其源端。地回路的自感，也就是圖中的串聯(lián)的電感L1，對(duì)這個(gè)電流具有阻抗作用。

自感L1是如何影響測(cè)量的呢？把L1的電抗計(jì)算到探頭的輸入負(fù)載阻抗中，得到一個(gè)有限的上升時(shí)間。我們將要計(jì)算L1的數(shù)值，得出10~90%上升時(shí)間，并討論它的意義。