示波器探測執(zhí)行效能最隹化的8大秘訣

探測技術對於高品質的示波器測量來說，是非常重要的。而探棒通常是示波器測量鏈中的第一環(huán)。如果探棒的性能不足，就會在示波器上看到失真訊號或誤導訊號。為測試應用選擇恰當?shù)奶桨羰菆?zhí)行可靠測量的第一步。而如何使用探棒，也會影響執(zhí)行精確測量的能力，以至於影響獲得有用的測量結果。本文將透過8個重要秘訣，幫助工程師為自己的應用選擇適當探棒，提高示波器探測能力，并避免最常見的探測陷阱。

圖一 : 選擇恰當?shù)奶桨羰菆?zhí)行可靠測量的第一步。而如何使用探棒，也會影響獲得有用的測量結果。

秘訣1 選擇被動或主動探棒

對於低於600-MHz的中低頻測量來說，被動高阻抗探棒是很好的選擇。這些探棒堅固耐用且價格經(jīng)濟，具有大於300 V的寬動態(tài)范圍和高輸入阻抗，因此可與示波器的輸入阻抗相匹配。不過，和低阻抗被動探棒或主動探棒相比，被動探棒具有更高的電容負載，而且頻寬較低?？傊?，對於絕大多數(shù)類比或數(shù)位電路的通用除錯和故障診斷來說，高阻抗被動探棒都是一個極好的選擇。

對於在寬頻范圍上（大於600MHz）需要執(zhí)行精確測量的高頻應用來說，最好選用主動探棒。主動探棒比被動探棒價格較高，并且其輸入電壓有限，但是由於它們的電容負載顯著降低，因而能更精確地觀察快速訊號。

秘訣2 使用雙探棒檢查探棒負載

探測電路之前，先將一個探針連接到電路上的一點，然後再將第二個探棒連接到同一點。在理想狀況下，會看到訊號無任何變化。如果訊號產(chǎn)生變化，這個變化是由探棒負載引起的。在理想狀況下，示波器采用無擾線（具有無限的輸入電阻、零電容和零電感）連接到待測電路，它能對待測訊號執(zhí)行精確復制。但在現(xiàn)實世界中，探棒是測量的一部分，它會向電路載入負載。

如欲檢查探棒的負載效應，首先要將探棒連接到待測電路或一個已知的步進訊號，另一端連接到示波器的輸入端。在示波器顯示幕上觀察此軌跡，然後保存，再在顯示幕上調用以使跡線保留在顯示幕上執(zhí)行比較。之後可將相同類型的另一個探棒連接到同一探測點，觀察在使用兩個探棒執(zhí)行探測時原始跡線有何變化。為了更隹執(zhí)行探測，可能需要對探測執(zhí)行調整，或者使用較低負載的探棒。

秘訣3 使用前的探棒補償

大多數(shù)探棒在設計時，都和特定示波器型號的輸入相匹配。不過，各個示波器之間也是略有差別，甚至在同一示波器的不同輸入通道之間也有差別。所以在將探棒連接到示波器的輸入端之前，一定要確保首先檢查探棒補償，因為此探棒先前可能已經(jīng)過調整，以便和不同的輸入相匹配。

為了解決這個問題，大多數(shù)被動探棒都采用內(nèi)建補償RC分壓器網(wǎng)路。探棒補償是調整RC分壓器的過程，以使探棒維持在額定頻寬上的衰減率。如果示波器能夠自動補償探棒性能，使用該功能將會非常有用。否則，可使用手動補償來調整探棒的可變電容。大多數(shù)示波器在前置面板上都可提供方波叁考訊號以對探棒提供補償。

秘訣4 低電流測量秘訣

隨著當前電池供電設備和積體電路變得越來越注重環(huán)保和高效能，工程師迫切需要高靈敏度的低電平電流測量能力，以確保電流消耗處於可接受的范圍之內(nèi)。需要精確測量功耗的主要應用，是無線行動設備和消費類電子產(chǎn)品等使用電池供電的應用。為了盡量延長電池的使用時間，工程師需要最大限度降低產(chǎn)品在整個使用壽命中的功耗。功率定義為P＝V×I。降低設備功耗的主要方法是在電源電壓固定不變的情況下，減少設備的平均電流消耗。

測量由電池供電的行動設備的電流消耗，最主要的挑戰(zhàn)是電流訊號的動態(tài)范圍非常寬。行動設備通常需要在活動狀態(tài)，與閑置或待機電流模式之間來回切換?？墒?，這種方法并不適合測量從不到1毫安培快速變到幾安培的小電流， 因為鉗形電流探棒的動態(tài)范圍和靈敏度都非常有限，僅有幾毫安培。而且，為獲得更精確的測量，工程師必須不定期地對探棒執(zhí)行消磁處理，以消除探棒核心的殘馀磁性，并補償鉗形電流探棒的直流偏置。

秘訣5 使用差動探棒執(zhí)行安全浮動點測量

示波器使用者經(jīng)常需要執(zhí)行浮動點測量。在這種測量中，任何測量點都不能潛在接地。在執(zhí)行標準示波器測量時，探棒連接到訊號點，探針接地引線連接到電路接地，此時，示波器實際測量的是測試點和接地之間的訊號差。大多數(shù)示 波器都將其訊號接地終端（或BNC介面的外殼）連接至防護接地系統(tǒng)。此舉可使示波器上的所有訊號均有一個共同的連接點?；旧?，所有示波器測量都是相對於「接地」來說的。本質上，將接地連接器連接到任何一個浮動點都可使探測點接地，這常常造成尖峰或電路故障。那麼應如何應對這種浮動點測量問題呢，目前執(zhí)行浮動點測量有一個很流行，但卻不太可取的解決方案，那就是AB技術，它使用兩個單端探棒和示波器的運算函數(shù)來執(zhí)行浮動點測量。