探頭測量結(jié)果的重要性
為什么探頭接地點(diǎn)靠近信號源會比較好呢?最主要的原因是從根本上減少了探頭組件的接地回路自感。減少了自感,則減少了探頭上升時間,見式()和式()還降低了Q值見式()
地線自感必須小到何種程度才能夠保證低的Q值和較快的上升時間呢?可以用一個比較短的線來代替麻煩的刀片方式嗎?表3.1列出了測量TTL和ECL電路時各種接地環(huán)路自感值對應(yīng)的10~90上升時間和Q值。
對于10PF的探頭,要想使TTL電路上升時間為1NS時有比較小的過沖,必須使環(huán)路自感小于10NH,對于ECL電路而言,環(huán)路自感的要求更低。
為了減少環(huán)路自感,我們用一根較粗的接地引線替換圖3.4中的接地引線,如果原來的接地線是AWG24,那么現(xiàn)在我們試用AWG18,這時導(dǎo)線的直徑擴(kuò)大了一倍。重新計算式()可得到:
可以看出,作為線徑的函數(shù),電感的變化有多么慢嗎?線徑擴(kuò)大一倍,而電感值的變化只有15%這個方程表明,作為線徑的函數(shù),相對于線徑的變化,電感值是以對數(shù)形式緩慢變化的,為了讓電感有較大的改善(例如10倍)我們不得不增加線的直徑,直到導(dǎo)線粗到環(huán)路兩邊的導(dǎo)線都貼到一起。
另一方面,線的硬度與線的徑的立方成正比,它會隨著線徑的增加顯著增長。硬件度和電感系數(shù)是互相制約的。通過增加線徑來解決探頭自感問題的做法并不可行。
電感值與線的長度和所圍成的環(huán)路面積基本成正比關(guān)系。通常用來解決電感問題的方法包括減小線的長度,或降低環(huán)路面積的大小,而并不是增大線徑。
表3.1表明,2PF的探頭比10PF的探頭有更好的上升時間,但當(dāng)測量低源端阻抗信號時,會遇到更高Q值的問題。
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