示波器探頭基礎(chǔ)入門指南(下)

此時探頭的寄生電感、寄生電容以及待測信號源構(gòu)成諧振回路，出現(xiàn)諧振效應(yīng)，諧振頻率為:

其中，Lcon為探頭寄生電感，Cin為輸入電容。如果諧振頻率剛好落在探頭帶寬范圍之內(nèi)，則在測試此頻率的信號時會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。

為了降低這種效應(yīng)，使用者往往使用最短的地線，從而減小探頭的Lcon寄生電感，使得fresonance諧振頻率最大化，從而超出示波器探頭的帶寬范圍，也就進一步有效避免了諧振效應(yīng)。

探頭地線的長度嚴(yán)重影響諧振效應(yīng)，以下圖片充分說明了地線長短對波形上升沿測量的影響。

圖13不同長短的底線的諧振效應(yīng)

由圖示可知，地線越短，諧振效應(yīng)越小，上升沿引起的振鈴現(xiàn)象越不明顯，此時的測量精度也就越高。所以，在測試環(huán)境允許的情況下，盡可能地使用更短的地線。

3.4 浮地測量問題

測量差分信號時，我們往往面臨以下3種選擇：

• 使用兩個通道CH1、CH2，分別測試差分信號兩端，然后相減；

圖14使用兩個單端探頭測量差分電壓

• 使用差分探頭測試；

圖15使用差分探頭測量差分電壓

• 直接使用單端探頭浮地測量；

圖16使用浮地的方法測量差分信號

第1種方法需要兩個通道及探頭之間的完全一致性。即便如此，兩個通道上產(chǎn)生的不同噪聲也會對測量結(jié)果造成影響，此種方法測試的CMRR共模抑制比很差，不作推薦。

第2種方法是最值得推薦的方法，使用差分探頭具有高CMRR（在《示波器探頭綜述（上）》有記載），測得數(shù)值精確。

然而，差分探頭往往價格昂貴，并非所有客戶愿意花重金采購。因而就有了第3種方法，使用單端探頭對差分信號直接進行浮地測量。

差分信號兩端一正一負(fù)，如果要使用單端探頭進行探測，往往將單端探頭的地端與差分信號的負(fù)端相接。而單端探頭接上示波器后，探頭地線會與示波器電源地線共地，從而將差分信號的負(fù)端拉至地，對原始差分信號有影響。因此，有人想到浮地測量的方法，即將示波器電源地線剪斷，使示波器浮地。

浮地測量在電源測試中可能會造成觸電危險，因為有些差分電壓的負(fù)端高達負(fù)的上百上千伏。在測試過程中，如果人手不小心觸碰到示波器其他通道的BNC接地殼，則會觸電！因此，浮地測量不是推薦的測量方法。

圖17浮地測量帶來觸電危險

除了以上3種常見測量方法之外，還可以使用通道隔離的示波器，或者使用隔離電源對示波器供電的方法。在此就不作詳述了。

3.5 其他品牌探頭兼容性問題

我們在日常使用示波器時經(jīng)常出現(xiàn)原始匹配探頭丟失或損壞的情況。此時，能夠解決問題的辦法通常是拿手頭上其他品牌的探頭臨時配合示波器使用。很多人不了解具體情況，插上示波器探頭就開始測試，這樣往往測得的數(shù)值存在很大偏差，是不可取的！

并非不同品牌示波器和探頭不能配合使用，實際上，目前市面上絕大多數(shù)品牌示波器的無源探頭均具備統(tǒng)一的BNC接口，可以與其他品牌示波器配合使用。但是在正式測量之前，有幾點需要注意。

首先，一般示波器無法自動識別其他品牌探頭的衰減比（衰減因子），所以在與其他品牌探頭一起使用時，需要在示波器上手動設(shè)置探頭衰減比，這樣才能防止測量值偏差10幾倍甚至上千倍的錯誤。

其次，不同品牌的示波器和探頭之間同樣存在不匹配問題，即前面所述探頭補償問題。所以，在測試之前，需要對探頭進行補償。

此外，不同廠家的有源探頭（包括有源單端、有源差分、部分電流探頭等）甚至部分無源探頭設(shè)計為獨特接口標(biāo)準(zhǔn)。針對此類探頭，有時可采用不同的轉(zhuǎn)換接頭使用，如R&S為有源探頭提供的BNC轉(zhuǎn)N型的RT-ZA9轉(zhuǎn)接頭等。而大多數(shù)不具備轉(zhuǎn)接頭的探頭則無法與其他品牌示波器通用。