澳门新葡萄京官网注册示波器探头的重要性,你了解多少?

发布时间:13-05-09 10:19分类:新品导读 标签:P6015A高压示波器探头,示波器
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产品简介
P6015A高压示波器探头|P6015A美国泰克Tektronix高压探头,P6015A示波器探头,P6015A美国泰克Tektronix高压探头,75MHz,1000:1,20kV。
详细介绍
特点和优点:P5100DC到250MHz2500VDC+AC峰值100X,带读数UL3111-1,EN61010-1,IEC61010-2-031CSAIO10.1,CSAIO10.2.0317-30pF手L偿范围(P5100)P5102100MHz10X适用于THS700系列UL3111-1,EN61010-1,IEC61010-2-031CSAIO10.1,CSAIO10.2.031P6015A高电压-20kVDC/40kV峰值(100mS脉宽)高带宽-75MHz硅树脂绝缘物质可选的1000X编码宽补偿范围(7-49pF)通用重型地线和夹子
订货信息:P5100100X、10英尺高压探头包括:线缆标记一套,1个鳄鱼夹1个调节工具,1个钩型探针(小),1个钩型探针(大),1条18英寸地线,1条6英寸地线,说明书(070-8151-03)P5102用于THS700系列的10X高压探头。如需完整信息,请参阅THS700系列使用的无源高压探头P5102。P6015A1000X.10英尺高压探头。包括:钩形探针(206-0463-00)、香蕉插头头部(134-0016-00)、夹到地线上的锷鱼夹(344-0461-00)、地线(196-3363-00)、手提箱(016-1147-00)、说明书(070-8223-03)。
P5100高压探头P5100是一种为高频应用而设计的低输入电容、高压(2.5kV)探头。它具有7-30pF的额定输入电容,可以补偿匹配插入器件和示波器。各种用螺丝拧上的配件可以简便地连接被测器件。P5102隔离通道应用在许多应用中,隔离地与测量间及隔离通道间的共模电压是非常重要的。通过P5102和THS700系列手提式数字存储示波器,用户不仅可以把测量系统与接地隔开.还可以全面隔离两条通道。P6015A高压探头对于电压超过2.5kV的重载高性能测量,P6015A是行业的标准。用户可以测量高达20kV的直流电压和高达40kV的脉冲。75MHz的带宽使您能够捕捉快速高压信号。
P5102采用专门设计,在100MHz探头上提供了高达1000VACRMS的隔离通道性能。各种用螺丝拧上的配件可以简便地连接被测器件。P6015A采用环保型硅有机化合物进行绝缘,不需要再填充其它物质。其它特点包括:7-49pF补偿范围,适合相邻放大器输入的小型补偿器件,与泰克数字示波器一起使用的读数选项。由于其读数选项,显示的电压振幅是一个实际的信号值,而不须乘以系数1000才得出实际值。注:与泰克数字示波器之外的设备一起使用这个选项,可能会导致读数显示错误.
性能 探头 额定长度 衰减 带宽 上升时间 负载 *大输入VDC或RMS
补偿范围单位pF 读数 P6015A 10英尺 1000X 75MHz 4.0ns 100MΩ/3pF 20kV 7到49
否 P6015A1R 10英尺 1000X 75MHz 4.0ns 100MΩ/3pF 20kV 7到49 是 P6015A25
25英尺 1000X 25MHz 14ns 100MΩ/4pF 20kV 7到49 否 P6015A2R 25英尺 1000X
25MHz 14ns 100MΩ/4pF 20kV 7到49 是 P5100 10英尺 100X 250MHz 1.75ns
10MΩ/2.75pF 2.5kV(DC+PkAC)1000VCATIII 7到30 是 P5102 2英尺 10X 100MHz
3.5ns 5MΩ/11.2pF 1000VRMSCATII 24到28 否
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Q1:TDS3032B的带宽是300MHz,采样频率为2.5G/s,采样频率为带宽的8倍。请问带宽和采样频率之间有何固定关系吗?我们也有一款其它厂家的示波器,带宽100MHz、采样频率只有200MHz。为什么两个示波器的带宽采样频率比相差这么大?A1:带宽是示波器最重要的指标,因为在数字示波器中有ADC,它的采样率理论上需要满足Nyquist采样定律,即被测信号的最高频率信号的每个周期理论上至少需要采2个点,否则会造成混叠。但是在实际上还取决于很多其它的因素,比如波形的重构算法等。泰克示波器采用先进的波形重构算法,被测信号的每个周期只需要2.5个点就能够重构波形。也有的示波器采用线性插值算法,可能就需要10个点。一般采样率是带宽的4-5倍就可以比较准确地再现波形。泰克的TDS3000B系列是“实时采样”示波器,即,它的单次带宽=重复带宽,您所说的另一种示波器的单次带宽显然不到100MHz,您可以看一下它的指标。
Q2:在带宽一定的条件下,采样频率太大是否也没有太大的意义?因为带宽已经固定了。除非需要捕捉毛刺。
A2:
带宽是限制被测信号高频分量被捕获的基本条件。使用泰克的示波器每个被测信号周期只需2.5个点就能够最大限度的重构波形。其它一些示波器需要大于4个样点/周期,即100MHZ带宽示波器单次采集至少需要400MS/s的采样率,有些示波器甚至需要10个点才能保证采集信号有意义。
Q3:现在有用数字的放大器吗?普及率高吗?A3:现在常说的数字放大器我们一般称之Class
D放大器,它建立在PWM和delta-sigma调制技术之上,它在一些对效率要求高,但对THD要求较低的应用中得到大量使用,如用低音放大器,手机设计中的Speaker放大器。Q4:关于毛刺测量,以前请教过相关的技术人员,得到的答复是,示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的采样速率。是否所有的示波器都遵循这一规律?此时示波器的前置滤波器不会对它有影响吗?A4:不能断言所有的示波器都是这样。比如,有些示波器达到1GS/s,带宽只有60MHz,显然,1ns的毛刺不可能捕捉到。其实捕捉毛刺的能力除了带宽,采样率,还取决于波形捕获率,即每秒能够捕捉的波形数量,详情请参见泰克关于DPO的应用文章。
Q5:示波器接地线后,导致MOSFET炸掉,是何原因?
A5:为保证测试中的人身安全以及获得良好的测量效果,一般示波器的所有探头的地线都与机壳连接在一起,并连接到示波器电源线的地线。因此,您在电源中测量MOSFET管波形的时候,如果其中任何一个点都不是地,就会产生问题。剪断地线可以防止对MOSFET管测试中的短路问题,但是也会带来一些其它的测试问题,比如示波器机壳带电,示波器机壳分布参数对测量信号造成影响等。解决的办法是使用差分探头,比如泰克的P5205,可以测量所谓的2个测试点都不是地的差分信号。Q6:我测量的I/Q信号是基频,
我测量的目的是想对比区分好的手机和坏的手机.但我测量时不能看到任何信号.是不是示波器设置有问题?A6:IQ信号:您的测试点会不会是高阻?是否信号幅度非常小?即使泰克示波器也只能做到1mV/格。加上10:1的探头,相当于10mV/格。一般测量IQ信号可以使用TDS3000B的XY显示功能,或者如果你有时钟,使用XYZ显示的功能。还有问题的话,请直接和我联系,我会安排泰克的工程师与您共同探讨解决这个问题。Q7:我们公司之前用TDS744,TDS745等示波器是使用的是无源探头(如P6139A,带宽500M)。在购买了有源探头(P6237)之后,从测试波形来看(特别是测高频信号时),两者的测试结果差异较大。从探头参数得知,有源探头的输入电容<1pF,而无源探头则为10pF左右。这样看来应该是有源探头的测试结果更能反映信号真实的情况。请问既然无源探头对高频信号衰减很大,那其500M的带宽有什么意义呢?
我们在测试信号时,如何根据测试情况来选择使用有源或无源探头?A7:您的P6139A探头加上泰克的500MHz示波器典型带宽值还是可以达到500MHz,但是正如您所说,其输入电容不同,这一电容将产生对于待测信号的负载效应,造成信号振铃,形状发生改变,因此这个时候使用有源探头时能反映信号的真实情况。实际上,使用探头不光要考虑带宽,所有这些因素我们在测量高频信号的时候都要考虑:带宽/上升时间、动态范围、负载效应、接地效应、共振效应。尤其P6139A时您还要考虑地线的影响,探头上的接地线也会带来振铃,测量高频信号的时候应该尽量缩短地线的长度。
另外,您使用的P6247是有源差分探头,共模的影响也可能是一个因素。
选择无源探头主要是因为其动态范围大,比如P6139A可以测量从毫伏到几百伏的信号,而P6247只能测量+-8.5V的信号。另外有源探头价格也是一个因素。
详情请参阅泰克《探头ABC》以及《数字信号完整性测试》Q8:在示波器上看波形时,用外触发来看好还是自触发好,两者有何区别?A8:示波器的通常触发是边沿触发,其触发条件有2个,触发电平和触发边沿。即:信号的上升沿达到某一特定电平时,示波器触发。示波器只有在信号自触发有问题的时候才会使用外触发,没有哪一个更好的问题。而这种问题通常可能是,信号比较复杂,有很多满足触发条件的点,无法每次在同一位置触发,从而得到稳定的显示。这时需要使用外触发。Q9:我发现一个比较奇怪的问题,为什么看似很普通的一个示波器探头往往会卖得很贵呢?
请教专家,决定示波器探头价格的主要因素是什么呢?
一般的示波器探头的使用寿命有多长时间?需不需要定期的标定?
A9:示波器的探头有非常多的种类,不同的性能,比如高压,差分,有源高速探头等等,泰克就有差不多近百种不同的探头,价格也从几百人民币到接近一万美元。价格的主要决定因素当然是带宽和功能。探头是示波器接触电路的部分,好的探头可以提供测试需要的保真度。为做到这一点,即使无源探头,内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。示波器的探头寿命不好说,看您使用环境和方法。标准对于探头没有明确的计量规定,但是对于无源探头,至少在更换探头,探头交换通道的时候,必须进行探头补偿调整。所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热,有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。总之,能够用好探头才可以用好你的示波器,详情请参见泰克《探头ABC》,大家如果需要可以发Email给泰克索要。china.mktg@tektronix.com
Q10:我们目前在测量离板信号线的传导骚扰时,发现在两个特定频点上由两个很大的噪声信号。我们初步分析是由于板上的开关电源芯片引起的,但是对于如何使用示波器测量这样的噪声信号不是很清楚。请专家指点迷津!
A10:示波器可以测试噪声信号有几个考虑的因素:1.
被测信号的幅度,是否为小信号,示波器配合探头可以测试uA级的信号;2.
被测信号的频率;3. 探头的连接方式不当会产生噪声,影响测试结果。
Q11:如何用TDS3052B测量载波频率为几十K,调制波频率为电源频率的已调波的最大值?
A11:您的工频输入可能为低频的50Hz/60Hz,同时载波为几十K,一个工频周期为20ms左右,如果示波器需要观测20ms信号,即示波器的duration采集窗口至少为2ms/div
×10格,同时根据几十k的载波信号,确定示波器的采样率。最后可以估算出需要的采集内存长度,判断是否能够满足测试要求。(end)

原标题:示波器探头的重要性,你了解多少?摘要:电子产品日益复杂,市场对示波器的带宽和准确性提出更高要求。这不是购买一台高档示波器就能解决的问题,还需搭配适合的探头和正确的测试方法。本文从探头的原理出发,讲述如何正确选择和使用探头。本文引用地址:
CAT Ⅱ。其中CAT Ⅱ 指的是一类测试场景,300VRMS CAT
Ⅱ指的是在这类测试场景下可以测量的最大电压。而且这个电压并不是一个恒定值。而是会随着频率的变化而变化。一般探头会给出自己的电压额定曲线,如下图所示:图35、输入电容输入电容就是从探头的探头头部端测量出的电容。对于有源探头,该电容包括探头探针的寄生电容和探头内部电路中的电容。对于一些无源探头,还要包括探头电缆的寄生电容和示波器本身的电容。该电容值越小,一般说明探头可测量的频率越高。6、输入电阻探头的输入电阻是探头的探头头部端测量出的电阻,该值是在DC情况下测量出来的。对于无源探头来说,衰减比例越大,探头的输入电阻越高。7、示波器补偿范围多数无源探头都是一种通用的设备,而在不同示波器之间,甚至在同一台示波器不同通道之间都会有所差异。探头为了兼容这些差异,就会自带一个补偿网络,用来补偿不同示波器间的差异。如果补偿不足或者补偿过度,就会导致测量结果出现错误。而这个补偿网络是一定会有一个能够调整的范围的,这个范围就是示波器补偿范围。一般的无源探头的示波器补偿范围为10~35pF。8、电缆长度每个探头都必须有一段探头电缆,这是为了更加方便的进行测量。而这段电缆会造成一定的信号传播延时。例如,1m左右的探头电缆,大概会有5ns的延时。对于10MHz的信号,这会造成大概20°左右的延时。电缆越长,会导致相位信号延迟越长。而这个延时一般情况下不会对测量造成影响,因为在一定带宽范围内,这个延时并不会跟随信号频率变化而变化,所以不会造成群延时的失真。只有在两个以上通道一起测量时,传输延时才会产生影响,特别是当电压探头与电流探头一起进行功率测量时,不同探头之间的延时就会造成很大的影响。所以测量之前需要根据电缆长度来推算大致的延时。如果延时过大,则需要使用示波器内的延时校准功能。二、常见探头种类常见探头分类如下图所示:图4
示波器探头分类其中无源探头常见的有1×、10×、100×三种规格,一般情况下,1×探头多为低带宽探头,适用于测量低频低电压的信号,100×探头耐压值一般较高,适用于一些高压测量情景,而10×探头的带宽一般都比较高,适用于较高速信号的测量。有源探头中,高速差分探头适用于高速信号的测量,其带宽很高,而且探头负载效益很小,但是一般都价格昂贵。高压差分探头一般适用于对高压场合的测试,与无源探头相比,不仅输入电压更高,一般都在1000V以上,而且由于其两根测量线对地阻抗都非常高,使其可以直接进行非接地测量,比如在测量市电时,无源探头的地线必须接到市电的地线上,只能测量L或者N与地线之间的电压,而高压差分探头却可以进行任意两线间的测量。电流探头用于对电流进行测量,有些电流探头只能测量交流,有些也可以进行直流测量。三、 探头的使用注意事项在探头的使用上,还需要考虑一些问题:1、安全使用探头进行测量时,最重要的就是安全问题。比如使用无源探头时,探头的地线与示波器的地是连接在一起的,当示波器安全接地的时候,探头是安全的。但是当示波器没有安全接地时,探头的地线就会存在一定的电压从而给使用者带来危险。具体情况如图5所示:图5图6
示波器接地由于Y电容的原因,导致原本的接地点电压就不在是0V,而是L与N之间电压的一半也就是110V电压,这个电压会对人体进行伤害。所以示波器的测量过程中,一定要保证接地良好,或者采用隔离变压器进行完全的安全隔离,否则有可能会导致使用者触电。而且此时如果探头的地线是接到了一个比较高的电压上,比如说市电的火线上时,就会导致整个示波器外壳都带有220V高压,这时人再触碰示波器时就会发生直接触电,这种情况非常危险,相当于直接将手插入市电插排。图72、连接顺序探头通过示波器电源线的地线间接接地,而被测系统可能是一个悬浮的系统,为避免危险,地线必须先连接到地上,将示波器与被测系统共地,然后才能将探头探针点在测试点上。而当断开探头时,也要先断开探针,然后再断开地线。3、阻抗使用探头时,需要考虑与示波器的匹配问题。常见的无源探头,一般需要示波器的阻抗档位是1MΩ阻抗。而一些有源探头则是需要50Ω阻抗。使用探头前,要看说明书上对应阻抗的说明,来选择相应的示波器档位与之匹配。4、带宽当使用探头进行测量时,整个系统的带宽就是由探头带宽和示波器带宽两部分组成的,其中任何一个带宽不足,都会导致最终测量结果不能达到要求。比如选用一个100M的探头配套一个500M的示波器,那么带宽最多也就只有100M左右,这样就无法发挥500M示波器的带宽优势。所以合理选择示波器与探头,才能让测试带宽达到要求。5、电压选择探头时,还需要考虑测试信号的电压,一方面要保证测试电压不要高于探头的最大输入电压,另一方面也要保证探头输出的信号在示波器的可测量范围内。这需要测试者根据测试信号的电压来选择探头。比如要测量600Vpp的电压信号,就需要选择耐压值超过600Vpp的探头,而一般示波器最大测量电压是80V,所以需要选择一个衰减比大于8的探头。而如果需要测量的信号是10mVpp的电压信号,则就需要采用无衰减的探头进行测量。6、地线的影响传统的使用习惯上,示波器的接地方式就是那根长长的接地夹线。这种接地方式,确实是一种简单方便的接地方式,但是却并不是一种严谨的、准确的接地方式。图8
接地夹线示意图由于地夹线比较长,其会形成一个寄生电感Lgnd,随着夹线的增长,这个电感也会增大,而这个回路电感会和示波器探头的输入电容Cin产生谐振。这就导致示波器的幅频特性变得不平坦,导致测量不准确。下图为使用接地夹时的等效电路。图9
接地夹线等效电路图下图为用该等效电路仿真出的频谱特性曲线:图10
频谱特性曲线可以看出,在60MHz以上的频率,幅度已经产生了超过3dB的过冲,而到达100M左右时,过冲到最大幅度。所以如果采用地夹,测量超过60MHz的信号就会产生比较大的失真。正确的方式应该是采用接地弹簧。接地弹簧具有非常小的电感,可以大大提升探头的带宽。图11
接地弹簧示意图而且使用弹簧,也会减小接地环路面积,大大较小空间噪声的辐射干扰。7、补偿电容的调节对于10×无源探头,其等效模型如下图所示。图12 探头等效电路其中C1和Cline1是示波器和通讯电缆的寄生电容,是无法去除的。由于R2的原因,势必会产生一个低通滤波器,这就导致探头无法通过高频信号。为了提高探头带宽,探头中会加入C2,来进行补偿。计算可得该系统的零点:系统极点为:只有使得这两个点重合,才能让探头带宽得以平坦。而示波器的输入电容C1和通讯电缆的电容Cline1都有一定的变化范围,所以必须加入一个可调电容Cadj来进行匹配。实际使用时,需要通过这个可调电容来将探头带宽调节平坦。具体方式是将探头链接到示波器的校准片上,然后通过调节探头补偿装置上的调节器,将方波调节平坦。下图为调节图例。当屏幕上的波形变为方波时,表示探头调节成功。图13
探头补偿示意图8、探头的负载效应前文提到过,探头都是具有输入电容和输入电阻的,这就导致其并不能当成一个阻抗无穷大的设备,其测量时的等效模型如下图所示。图14根据电路知识可知,对于直流信号而言,与未接入探头前相比,Vout会有所下降,因为现在的负载不再是RL,而是RL与Rin并联后的电阻,这势必小于原来的电阻RL。而对于交流信号而言,还需要在并联上一个电容Cin产生的阻抗。而这个阻抗会随着频率的增加而逐渐减小。这就是有些情况下探头点上去,电路无法正常工作的原因。在使用探头测量时,需要评估探头的负载效应对被测试系统产生的影响。比如一般的1×探头,输入电容高达150pF左右,如果接入到一个50Ω系统中,会产生一个40M左右的低通滤波器,如果被测信号接近或者高于这个频率时,就会导致被测系统工作异常。进行高频测量时,探头的输入电容越小,对系统产生的影响也就越小。四、总结探头在示波器测量系统中,至关重要。ZDS4000示波器具有很优越的各项性能,同时标配了性能优异的无源探头,但是探头的使用上存在着很多需要注意的事项,为了能正确的发挥示波器的性能,使用者需要了解这些,才能即安全又准确的得到测量结果。

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