怎樣判斷高帶寬測量探頭的質量
隨著當今計算機和通信在速度上的高速發(fā)展,測試測量對探頭的要求也越來越高,探頭對信號再現(xiàn)的精確性、抗干擾能力以及與各種附件如接地線和插頭適配器的協(xié)同性等問題日益受到人們的重視。本文提供一種驗證各種探頭配置性能的簡單方法,提高工程技術人員對使用高帶寬探頭進行測量的信心。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/195019.htm示波器探頭有兩個重要的性能問題需要考慮,即探頭對被測信號的影響和干擾有多大,以及探頭能多好地反映實際信號。為了得到最佳性能,通常需要保持盡可能短的探頭連接,但有時做不到這一點,因此需要了解各種探頭及其附件配置的性能,懂得各項指標間的均衡。
想了解探頭如何干擾被檢測的信號,需要測量探頭輸入阻抗的影響;而想了解探頭能多好地反映出被測真實信號,則需要測量探頭的響應或VOUTMVIN。
圖1表示進行這兩種測量的測試裝置,既可使用三端口網(wǎng)絡分析儀在頻域進行測量,也可使用高速階躍脈沖源和雙通道示波器在時域進行這些測量。無論使用哪種儀器,都是由信號源通過50Ω傳輸線驅動網(wǎng)絡分析儀或示波器的一個輸入,探頭輸出VOUT接到第二個輸入,探頭輸入接到一個50Ω直通夾具,然后采用某種探頭附件測量VIN,它即代表了探頭輸入。使用帶探頭的示波器可以進行定性分析,但要精確評估探頭性能,還應使用高帶寬取樣示波器。
把探頭接至50Ω直通夾具,通過觀察探頭上的VIN如何變化,能夠確定探頭輸入阻抗對信號的影響。對于這項測量,可能更感興趣的是時域影響。
圖2a表示較差的探頭輸入阻抗對1.2GHz時鐘信號的影響。VSRC是沒有通過探頭的信號,VIN是使用探頭連接的信號,顯然此時探頭對信號有嚴重的干擾,這樣的探頭配置可認為是不能接受的。作為比較,圖2b顯示了用較好的探頭進行同樣測量的結果,此時探頭對信號的干擾要小得多,因而能適應測量的需求。
可以通過計算VOUT與VIN之比評估探頭響應,為精確表示輸入信號,在規(guī)定帶寬內(nèi)探頭應有平坦的響應,這時測量應使用頻域方法。
圖3a顯示了較差的探頭響應,在觀察具有快跳變沿的信號時,1.8GHz處的+3dB峰值將導致相當大的過沖和振鈴。有的廠家通過專門設計使探頭頻響具有尖峰響應,以補償探頭輸入阻抗造成的信號損耗,這種做法有可能使你誤認為信號看來不錯,但實際上探頭已大大衰減了被測信號,從而掩蓋了探頭尖峰響應造成的誤差。作為比較,圖3b顯示了較好探頭的響應,到2GHz時探頭響應一直是平坦的,然后在預期的3.5GHz帶寬點產(chǎn)生-3dB衰減。
本文總結
為了用示波器精確測量高帶寬信號,所使用的探頭一定不能對被測信號有明顯的影響和干擾,嚴重的干擾可能會導致原本正常的電路工作不正常,或使原本質量不錯的信號在示波器上看來很差。探頭必須不僅要能精確復現(xiàn)被測信號,同時還要把對被測信號的影響降到最低。用本文提供的測量裝置可精確評估探頭配置,從而使你更有信心地進行高帶寬信號測量。
評論