咱搞硬件的,經(jīng)常東西用著用著就不見(jiàn)了,什么鑷子,鉗子,螺絲刀,總逃不過(guò)這樣的命運(yùn)。這不,最近補(bǔ)充了2個(gè)示波器探頭。
說(shuō)到換示波器探頭,第一件事要做的就是進(jìn)行校準(zhǔn)了。示波器探頭有很多種,使用最多的應(yīng)該是無(wú)源高阻示波器探頭,我使用的也是這個(gè),所以本文就只講無(wú)源高阻示波器探頭。
如何進(jìn)行示波器探頭校準(zhǔn)
如圖,3處所示位置一般有一個(gè)可調(diào)電容旋鈕,用螺絲刀是可以擰動(dòng)的,校準(zhǔn)就是調(diào)這個(gè)。需要注意的是,調(diào)節(jié)的時(shí)候最好用示波器探頭包裝里面自動(dòng)的塑料工具,而不要用金屬螺絲刀。因?yàn)檫@個(gè)可變電容本身不大,使用金屬螺絲刀會(huì)改變其容值,感興趣的同學(xué)可以試一下,會(huì)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象,本來(lái)調(diào)好的波形,螺絲刀一旦拿開(kāi),波形又不好了。
同時(shí),示波器一般會(huì)有一個(gè)產(chǎn)生方波的接頭。
校準(zhǔn)過(guò)程:
1---將示波器探頭接到示波器通道上
2---將示波器探頭的衰減比調(diào)到x10檔,同時(shí)將示波器對(duì)應(yīng)通道的倍率調(diào)到x10
3---測(cè)量示波器產(chǎn)生的方波,觀察波形,同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)示波器探頭上面的電容旋鈕,直至方波波形最好,判斷的標(biāo)準(zhǔn)如下圖。

為何要對(duì)示波器探頭進(jìn)行校準(zhǔn)呢
前面介紹了如何進(jìn)行探頭校準(zhǔn)補(bǔ)償,補(bǔ)償方法也比較簡(jiǎn)單,那么為什么要這么做呢?難道廠家不能提前做好嗎?
這里就需要了解示波器探頭的一個(gè)等效電路,還有示波器通道輸入端的等效電路了。

如上圖,在探頭在x10衰減檔時(shí),探頭前端等效為9MΩ+20pF并聯(lián),中間是1.5m探頭線(xiàn),會(huì)存在寄生電容,尾部有可調(diào)電容。
這里提一下寄生電容是怎么來(lái)的?
我們知道,電容的本質(zhì)就是兩個(gè)極板放到一起,容值的大小與極板的面積與距離相關(guān)。探頭信號(hào)線(xiàn)和地線(xiàn)就相當(dāng)于是兩個(gè)極板,因此就構(gòu)成了一個(gè)電容。探頭線(xiàn)一般是1.5m長(zhǎng)左右,這個(gè)長(zhǎng)度比較長(zhǎng),因此,這個(gè)寄生電容是很可觀的,可以達(dá)到上百皮法。

為了便于分析,將以上電路合并,C2=可變電容+寄生電容+示波器通道輸入電容
我們目的,就是為了使Vin與Vo的波形一致,不能出現(xiàn)失真。這里要提一下,這里的波形可能很復(fù)雜,可能由多個(gè)頻率成分構(gòu)成,而我們需要的是,不論是哪個(gè)頻率,Vin/Vo都是一個(gè)相同的值。
那么滿(mǎn)足的條件就是:R1,C1合起來(lái)的阻抗與R2,C2合起來(lái)的阻抗為一定的倍數(shù)關(guān)系,這里說(shuō)的阻抗是復(fù)數(shù),電阻R為實(shí)部,電容1/jwc為虛部。
要滿(mǎn)足上述條件,只能是實(shí)部的比值與虛部的比值相同。
R1=9M,R2=1M
那么很容易得出:C2/C1=9
C2=可變電容+寄生電容+示波器通道輸入電容,不同的探頭寄生的電容都會(huì)有些差別,而不同的示波器的輸入電容也不盡相同,為了滿(mǎn)足上述公式,所以加了可變電容調(diào)節(jié)。
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