示波器探頭(4)

下圖是一個(gè)例子：被測信號(hào)是一個(gè)頻率456MHz，邊沿時(shí)間約65ps的時(shí)鐘信號(hào)，分別使用不同類型的探頭和探頭附件的測試結(jié)果。
A圖是使用12GHz的1169A差分探頭和N5381A 12GHz焊接探頭附件的測試結(jié)果，幾乎完全復(fù)現(xiàn)被測信號(hào)；
B圖是使用500MHz的無源探頭的測試結(jié)果，顯示的信號(hào)完全失真；
C圖是使用12GHz的1169A差分探頭和較長的測試引線的測試結(jié)果，顯示的信號(hào)出現(xiàn)很大的過沖；
D圖是使用4GHz的1158A單端探頭和較長的測試引線的測試結(jié)果，顯示的信號(hào)幾乎是正弦波，失真較大。

從圖中可見探頭和探頭附件對(duì)測試精確度的影響是非常大的，是我們測試高速信號(hào)應(yīng)該重點(diǎn)注意的內(nèi)容之一。那我們應(yīng)該如何驗(yàn)證探頭和探頭附件呢？
驗(yàn)證探頭和探頭附件需要使用一臺(tái)脈沖碼型發(fā)生器（如:81134A，3.35GHz速率，60ps邊沿的脈沖碼型發(fā)生器），如果示波器自帶高速信號(hào)輸出功能，也可以使用示波器的這個(gè)輔助輸出口代替脈沖碼型發(fā)生器（如: Infiniium示波器的AUX OUT端口可以發(fā)一個(gè)高速時(shí)鐘：456MHz頻率，約65ps邊沿）。另外，需要同軸電纜和測試夾具（Infiniium示波器配置的探頭校準(zhǔn)夾具可以作為探頭和探頭附件驗(yàn)證測試夾具）。測試夾具的外表是地(Ground)，里面走線是信號(hào)(Signal)，如下圖所示。使用時(shí)，通過同軸電纜把一端接到脈沖碼型發(fā)生器或示波器的輔助輸出AUX OUT端口，另外一端通過適配器連接到示波器的通道1上。

然后把被驗(yàn)證的探頭連接到通道2上，探頭通過探頭附件可以接觸到測試夾具的信號(hào)和地（如果是差分探頭，那么把+端連接到測試夾具的信號(hào)線，把-端連接到測試夾具的地上）。
1、如果探頭不接觸信號(hào)線，則屏幕上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)原始波形，存為參考波形；
2、當(dāng)用探頭探測信號(hào)線時(shí)，通道1的波形會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)變化后的波形就是被探頭和探頭附件影響后的被測信號(hào)；
3、這時(shí)，連接探頭的通道2會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波形，這個(gè)波形是探頭測試到的波形；
4、通過對(duì)比參考波形，通道1的波形，和連接探頭的通道2的波形，就可以直觀的看出或通過測試參數(shù)讀出三者的差別，可以驗(yàn)證探頭和探頭附件的影響。

下圖是實(shí)際驗(yàn)證的一個(gè)例子，圖A把示波器的AUX OUT通過同軸電纜連接到測試夾具，測試夾具的另一端通過SMA-PBNC適配器連接到示波器的一個(gè)通道上（此例連接到通道3），把探頭連接到通道1上，此時(shí)調(diào)整屏幕上的波形，使得出現(xiàn)一個(gè)邊沿階躍波形，如圖C所示，并把此波形存為參考波形。如圖B把被驗(yàn)證探頭和附件點(diǎn)測到測試夾具上，如圖D所示，屏幕上出現(xiàn)3個(gè)波形，蘭色的是參考波形，綠色的是受探頭影響后的被測波形，黃色的是探頭顯示的波形，通過測試上升時(shí)間參數(shù)，過沖參數(shù)等，可確認(rèn)探頭和探頭附件的性能。