示波器探測執行效能最隹化的8大秘訣

探測技術(shù)對於高品質(zhì)的示波器測量來(lái)說(shuō)，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(huì )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的探棒是執行可靠測量的第一步。而如何使用探棒，也會(huì )影響執行精確測量的能力，以至於影響獲得有用的測量結果。本文將透過(guò)8個(gè)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(jiàn)的探測陷阱。

圖一 : 選擇恰當的探棒是執行可靠測量的第一步。而如何使用探棒，也會(huì )影響獲得有用的測量結果。

秘訣1 選擇被動(dòng)或主動(dòng)探棒

對於低於600-MHz的中低頻測量來(lái)說(shuō)，被動(dòng)高阻抗探棒是很好的選擇。這些探棒堅固耐用且價(jià)格經(jīng)濟，具有大於300 V的寬動(dòng)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(guò)，和低阻抗被動(dòng)探棒或主動(dòng)探棒相比，被動(dòng)探棒具有更高的電容負載，而且頻寬較低?？傊?，對於絕大多數類(lèi)比或數位電路的通用除錯和故障診斷來(lái)說(shuō)，高阻抗被動(dòng)探棒都是一個(gè)極好的選擇。

對於在寬頻范圍上（大於600MHz）需要執行精確測量的高頻應用來(lái)說(shuō)，最好選用主動(dòng)探棒。主動(dòng)探棒比被動(dòng)探棒價(jià)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(zhù)降低，因而能更精確地觀(guān)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(gè)探針連接到電路上的一點(diǎn)，然後再將第二個(gè)探棒連接到同一點(diǎn)。在理想狀況下，會(huì )看到訊號無(wú)任何變化。如果訊號產(chǎn)生變化，這個(gè)變化是由探棒負載引起的。在理想狀況下，示波器采用無(wú)擾線(xiàn)（具有無(wú)限的輸入電阻、零電容和零電感）連接到待測電路，它能對待測訊號執行精確復制。但在現實(shí)世界中，探棒是測量的一部分，它會(huì )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(gè)已知的步進(jìn)訊號，另一端連接到示波器的輸入端。在示波器顯示幕上觀(guān)察此軌跡，然後保存，再在顯示幕上調用以使跡線(xiàn)保留在顯示幕上執行比較。之後可將相同類(lèi)型的另一個(gè)探棒連接到同一探測點(diǎn)，觀(guān)察在使用兩個(gè)探棒執行探測時(shí)原始跡線(xiàn)有何變化。為了更隹執行探測，可能需要對探測執行調整，或者使用較低負載的探棒。

秘訣3 使用前的探棒補償

大多數探棒在設計時(shí)，都和特定示波器型號的輸入相匹配。不過(guò)，各個(gè)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(guò)調整，以便和不同的輸入相匹配。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，大多數被動(dòng)探棒都采用內建補償RC分壓器網(wǎng)路。探棒補償是調整RC分壓器的過(guò)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(dòng)補償探棒性能，使用該功能將會(huì )非常有用。否則，可使用手動(dòng)補償來(lái)調整探棒的可變電容。大多數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(zhù)當前電池供電設備和積體電路變得越來(lái)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。需要精確測量功耗的主要應用，是無(wú)線(xiàn)行動(dòng)設備和消費類(lèi)電子產(chǎn)品等使用電池供電的應用。為了盡量延長(cháng)電池的使用時(shí)間，工程師需要最大限度降低產(chǎn)品在整個(gè)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(dòng)設備的電流消耗，最主要的挑戰是電流訊號的動(dòng)態(tài)范圍非常寬。行動(dòng)設備通常需要在活動(dòng)狀態(tài)，與閑置或待機電流模式之間來(lái)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(dòng)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(dòng)探棒執行安全浮動(dòng)點(diǎn)測量

示波器使用者經(jīng)常需要執行浮動(dòng)點(diǎn)測量。在這種測量中，任何測量點(diǎn)都不能潛在接地。在執行標準示波器測量時(shí)，探棒連接到訊號點(diǎn)，探針接地引線(xiàn)連接到電路接地，此時(shí)，示波器實(shí)際測量的是測試點(diǎn)和接地之間的訊號差。大多數示 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。此舉可使示波器上的所有訊號均有一個(gè)共同的連接點(diǎn)?；旧?，所有示波器測量都是相對於「接地」來(lái)說(shuō)的。本質(zhì)上，將接地連接器連接到任何一個(gè)浮動(dòng)點(diǎn)都可使探測點(diǎn)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(dòng)點(diǎn)測量問(wèn)題呢，目前執行浮動(dòng)點(diǎn)測量有一個(gè)很流行，但卻不太可取的解決方案，那就是AB技術(shù)，它使用兩個(gè)單端探棒和示波器的運算函數來(lái)執行浮動(dòng)點(diǎn)測量。