揭開測試測量的小秘密——每周一考 【第11周】

1、示波器的無源探頭和有源探頭有什么區(qū)別？參考博文：http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_242495.HTM、http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM


2、普通示波器一般標(biāo)配的是衰減比為10:1的無源探頭，但有些場合需要1:1的無源探頭，這兩種無源探頭在使用上有什么區(qū)別？參考博文:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_244160.HTM


3、普通的電流測量會(huì)用萬用表，有些做電源分析的場合會(huì)用到示波器加電流探頭，還有些電工會(huì)用電流鉗測量電流，這幾種電流測量的方法有什么區(qū)別？參考博文:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM

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1、示波器的無源探頭和有源探頭有什么區(qū)別？參考博文：http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_242495.HTM、http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM

(答案由安捷倫李凱提供) ：無源探頭內(nèi)部是由電阻、電容、線纜等無源器件構(gòu)成，通過阻容參數(shù)的匹配設(shè)計(jì)來提高測量帶寬。大部分場合使用的無源探頭都是高阻無源探頭，即示波器那邊用1MΩ做匹配。當(dāng)?shù)搅烁哳l以后，由于探頭寄生參數(shù)的影響，很難達(dá)到理想的匹配，所以一般的高阻無源探頭帶寬都在1GHz以內(nèi)。無源探頭價(jià)格便宜，使用方便，測量電壓的范圍大，是示波器最普遍使用的一種探頭。有源探頭是在探頭前端增加高帶寬的放大器，同時(shí)后面?zhèn)鬏斁€和示波器那端都用50Ω做匹配來提高系統(tǒng)帶寬。有源探頭的帶寬可以做得很高，比如Agilent公司已經(jīng)可以提供30GHz的有源差分探頭。有源探頭的帶寬高，但價(jià)格比無源探頭貴很多，同時(shí)其探頭放大器能承受的電壓輸入范圍有限，一般都在幾伏以內(nèi)，所以主要用于高速測量的場合。

2、普通示波器一般標(biāo)配的是衰減比為10:1的無源探頭，但有些場合需要1:1的無源探頭，這兩種無源探頭在使用上有什么區(qū)別？參考博文:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_244160.HTM

(答案由安捷倫李凱提供) ：所謂探頭衰減比為10:1是指探頭本身對信號(hào)有10倍的衰減，即輸入信號(hào)為1V時(shí)真正進(jìn)入示波器的信號(hào)為100mV，同時(shí)示波器檢測到探頭是10:1就會(huì)再對信號(hào)進(jìn)行10倍的數(shù)學(xué)放大顯示。10:1探頭前端的RC補(bǔ)償電路組成的高通濾波器可以有效補(bǔ)償探頭和電纜寄生參數(shù)對探頭帶寬的影響，同時(shí)對信號(hào)的衰減提高了示波器測量大信號(hào)的能力，所以是最普遍使用的一種無源探頭。但10:1探頭在小信號(hào)測量時(shí)由于衰減會(huì)減小有用信號(hào)使得信噪比變差，所以當(dāng)需要對小信號(hào)比如電源的紋波噪聲進(jìn)行測量時(shí)，一般推薦使用1:1的探頭。但1:1探頭沒有前面的RC補(bǔ)償電路，所以帶寬普遍較低，一般不超過幾十MHz，因此使用場合上會(huì)受到一些限制。

3、普通的電流測量會(huì)用萬用表，有些做電源分析的場合會(huì)用到示波器加電流探頭，還有些電工會(huì)用電流鉗測量電流，這幾種電流測量的方法有什么區(qū)別？參考博文:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM

(答案由安捷倫李凱提供) ：萬用表可以進(jìn)行非常精確的直流電流或交流電流的有效值的測量，很多臺(tái)式萬用表可以提供約萬分之一的直流電流測量精度。萬用表內(nèi)部采用的是積分型的ADC，雖然位數(shù)高但是采樣率很低，所以不能進(jìn)行瞬態(tài)電流的測量。示波器的電流探頭一般采用霍爾元件，通過感應(yīng)被測供電線上的磁場來進(jìn)行電流的測量，電流探頭的帶寬可以達(dá)到上百M(fèi)Hz，所以可以進(jìn)行非常快的瞬態(tài)電流比如開關(guān)電源MOS管的開關(guān)電流的測試。電流探頭既可以用于交流電流的測量，也可以用于直流電流的測量。電流探頭還有一個(gè)好處是非接觸測量，使用中不用斷開被測供電線，比較方便。但是電流探頭的精度、分辨率受限于示波器的能力，所以一般實(shí)際測量精度約1%～2%。電工使用的電流鉗是通過線圈感應(yīng)被測電路里的電流，帶寬很低同時(shí)只能用于交流測量，但是成本較低、能測量大的電流，所以主要用于市電工頻電路的電流測量。