示波器為了使得測(cè)量更加準(zhǔn)確,是必須在內(nèi)部加一些補(bǔ)償措施將這些偏差補(bǔ)償回來的(當(dāng)然這種補(bǔ)償只是相對(duì)于測(cè)量結(jié)果與原信號(hào)而言的,內(nèi)部補(bǔ)償是無法減小測(cè)量時(shí)信號(hào)與原信號(hào)之間的差異)。那具體應(yīng)該按那種情況來補(bǔ)償呢。前面我們已經(jīng)知道,高速信號(hào)中,50Ω系統(tǒng)是使用最廣泛的,所以我們選擇50Ω系統(tǒng)即Re=25Ω的情況下進(jìn)行補(bǔ)償。示波器廠家都會(huì)在這種情況下將信號(hào)補(bǔ)償?shù)淖詈。所以如果您?0Ω系統(tǒng),示波器測(cè)量出的結(jié)果影響與原信號(hào)最為接近。如果您的等效輸出電阻與25Ω相差很多且需要測(cè)量的頻率較高,則需要評(píng)估測(cè)量誤差是否在您允許的范圍內(nèi)。建議使用10:1探頭進(jìn)行測(cè)量,因?yàn)槠浼纳娙菀仁静ㄆ鞯,?:1探頭的負(fù)載電容基本上是50pF左右的,其負(fù)載效應(yīng)比示波器本身要嚴(yán)重的多。如果10:1探頭仍然不能滿足您的需求,就要選擇寄生電容更小的有源探頭進(jìn)行測(cè)量了。
試想一下,如果用示波器直接與高頻信號(hào)發(fā)生器相連,測(cè)量信號(hào)發(fā)生器輸出的高頻信號(hào),而高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出電阻都是50Ω,那會(huì)發(fā)生什么情況呢。由上文可知,負(fù)載相應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果。再結(jié)合傳輸線理論,可知會(huì)有一個(gè)反射波反射回信號(hào)源,這對(duì)于一些精密的儀器這可能是致命的。所以這時(shí)候需要加入一個(gè)50Ω端接適配器或者使用內(nèi)部50Ω檔位。這樣既大大減小信號(hào)的反射,又可以使得測(cè)量出的信號(hào)受負(fù)載效應(yīng)影響最小。這就是示波器50Ω阻抗的作用了。
示波器測(cè)量與50Ω相關(guān)的注意事項(xiàng)結(jié)合傳輸線理論和示波器負(fù)載效應(yīng),說幾點(diǎn)在示波器測(cè)量中與50Ω有關(guān)的注意事項(xiàng)。當(dāng)然,測(cè)量較低頻率信號(hào)時(shí)不需要考慮這些。
1、當(dāng)示波器使用50Ω端接或者內(nèi)部50Ω檔位時(shí),只能夠使用50Ω同軸電纜或者一些要求做50Ω匹配的有源探頭。直接測(cè)量板載信號(hào)時(shí)則只能夠使用有源探頭,同軸電纜僅適用于測(cè)量無負(fù)載信號(hào)(如信號(hào)發(fā)生器)。2、測(cè)量高頻信號(hào)時(shí),要注意示波器的負(fù)載效應(yīng)。測(cè)量系統(tǒng)最好是50Ω系統(tǒng),再考慮到傳輸線理論,最好用探頭直接測(cè)量負(fù)載端而不是中間的PCB。
3、在測(cè)量信號(hào)發(fā)生器輸出波形時(shí),需要進(jìn)行50Ω端接。否者測(cè)量結(jié)果將會(huì)受示波器負(fù)載效應(yīng)影響嚴(yán)重。