绝大多数的电压探头,无论是单端无源探头还是差分有源探头都会有降额曲线指标(Derating Curve)。下图是N287X系列无源单端探头的降额曲线,从曲线观察到,随着信号频率的增加,探头可以测试到的交流RMS值随之变小。要测试到探头额定最大交流RMS值,其对应的最大频率范围与之标称的最大测试频率范围相差甚远。
N2871A/N2872A/N2873A/N2875A/N2894A只能在500kHz以下频率能达到最大的额定测试电压400V。
究其原因,以无源单端探头为例,先来了解电压探头为什么会有降额曲线指标。先通过下图来了解无源单端探头与示波器连接结构。
从上图可以看到探头是一个RC(探头电阻与探头电容并联)并联电路,探头与示波器连接也是一个RC(示波器输入电阻同时与补偿电容和输入电容并联)并联电路,两个电路再串联一起。电容是一个阻抗器件,根据公式1/2πfC,可以看出容抗是随着频率变化而变化的。在输入直流信号的情况下,由于电容隔直通交的特性,整个回路的阻抗达到10Mohm,几百伏电压加载在回路中也只能引起极小的回路电流,对探头和示波器并无影响。在输入交流信号的情况下,输入信号频率较低时pf级的电容表现出极大的电抗,对于整个回路的阻抗影响并不大,然而随着频率的增加,每个电容的电抗都会随着减小,从而引起两个并联电路的阻抗降低,使得整个电路的阻抗降低。如果这时再加载高压信号到回路中,测试回路电流会随之变大,从而会引起测试不准确,甚至有损坏探头和示波器的风险。
下图是N287X系列探头阻抗随频率的变化曲线。
因此在使用电压探头时,无论是单端无源探头还是有源差分探头都需要对所要测试信号特征有所了解(特别是高压高频的信号),根据信号的频率幅度结合探头的降额曲线指标来选择一款适合的探头来精确测试待测物,同时避免探头和示波器损坏。
有源探头
有源探头由于内置了放大器,可以测量高电压大电流等信号,精度和分辨率也更高,其测量范围比无源探头更广。而且有源探头?在高频应用中表现更好,输入阻抗随频率增加而变化较小,因此具有更高的带宽和更低的噪声。
是德科技最新发布的DP003xA系列高压差分有源探头提供高速功率测量所需的优秀通用差分信号测量,如测量开关功率器件、DC-DC转换器或D类放大器的特性、汽车总线测量和高速数字系统设计。随着设计变得越来越复杂,对浮动测量的需求越来越大,这些差分探头可以在板上的任何两点之间进行浮动测量,也可以作为单端探头,一端接地。DP003xA系列差分有源探头的带宽型号范围为25 MHz至200 MHz,输入动态范围高达±7000 V。
DP0030A型包含一个通用BNC接口,并使用USB类型向探头供电,这意味着它与任何输入阻抗为1 MΩ的示波器兼容。它有一个物理按钮来实现衰减比切换。DP003xA系列探头与是德科技的大多数InfiniVision和Infiniium示波器兼容,这些示波器通过AutoProbe1接口提供1-MΩ的输入端接。
下图是DP003xA系列探头阻抗随频率的变化曲线
下图是DP0030/31A探头的电压降额曲线
但是,更高带宽的示波器差分电压探头却没有这个指标,这又是为什么呢?
通常来讲,高带宽电压差分探头都是测试高速的低压信号,所以也就没有降额曲线这个指标。以是德113X系列探头为例,其最大测试电压动态范围只有+/-2.5V。
我们的优势:是德、泰克、日置、固纬、艾德克斯、普源、同惠、鼎阳、安柏等。
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