探頭是如何加重電路負載

示波器探頭的使用往往會(huì )改變被測電路的工作狀態(tài)。的確，我們都磁到過(guò)這樣的情形：當用探頭測試電路時(shí)，電路工作正常，而一旦將探頭移開(kāi)，電路的功能就會(huì )紊亂。這是一種常見(jiàn)的現象，也正是我們要討論的由示波器探頭引起的電路負載效應問(wèn)題。

當探頭使電路的負載過(guò)重時(shí)，預期波形會(huì )如何變化呢？電路特性的變化主要由以下三個(gè)因素決定：

被測數字信號的轉換頻率
被測電路在轉折頻率點(diǎn)的源端阻抗
示波器探頭在轉折頻率點(diǎn)的輸入阻抗

我們姑且認為典型的數字信號源端阻抗范圍從10歐到75歐，現在只需要研究示波器探頭與頻率的關(guān)系特性。圖3.11顯示了3種典型示波器探頭的輸入阻抗。

1、0.5PF，1KΩ輸入阻抗的10倍無(wú)源探頭。

2、1.7PF，10MΩ輸入阻抗的10儕FET有源輸入探頭。

3、10PF，10MΩ輸入阻抗的10倍無(wú)源探頭。

參見(jiàn)圖3.11，在我們關(guān)注的上升時(shí)間范圍內，探頭的并聯(lián)電容越高，阻抗會(huì )越低。在高頻時(shí)，只有并聯(lián)電容比較重要。

如果我們想讓探頭對被測電路的影響不大于10%，探頭的阻抗應該至少110倍被測電路的源端阻抗。對于任何上升時(shí)間小于5NS的場(chǎng)合，10PF的探頭都無(wú)法滿(mǎn)足要求。

例：探頭加載

參見(jiàn)圖3.12，我們通過(guò)一個(gè)50歐阻抗的長(cháng)傳輸線(xiàn)，將信號源連接到一個(gè)50歐的端接器在端接位置連接一個(gè)感應探頭，該探頭由一個(gè)1KΩ的電阻和一條5Ω阻抗的RG-174短同軸電纜組成。這個(gè)感應同軸電纜的另一端接到一臺高速采樣示波器的50Ω端接的輸入端上。