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                  示波器电压探头电路原理详解

                  2021年09月10日 10:19 ? 次阅读

                  随着宽禁带半导体器件的发展,电力电子器件的开关速度越来越快,工作电压逐渐升高,也使电压探头的性能对电力电子器件暂态电压测量结果的影响程度增大。下面PRBTEK为您分享典型示波器电压探头电路原理:

                  高阻无源探头

                  无源探头具有价格便宜、机械结构坚固、动态范围宽、输入电阻高等优势,因此广泛应用于通用测试场合。常用的无源探头为10倍衰减的高阻无源探头,主要包括探头前端、有损传输线和补偿器,其典型电路模型如图1所示。

                  探头前端用以连接探测点,其中信号端提供高阻值电阻Rt 以减小负载效应,并存在寄生电容Ct中;地线端一般为拖尾的鳄鱼夹,具有寄生电感Lg。

                  传输线用以提供测量距离,长度一般为1~2m。传输线可等效为RLGC等分布参数的集总元件模型,当其终端阻抗不匹配时,将使高频信号产生谐振,为较好地抑制该谐振问题,可将传输线设计为有损类型的,即含有一定的分布电阻。

                  补偿器用以匹配探头和示波器的阻抗,图1中以RC串联网络来表示。根据补偿衰减器理论,为维持信号在较大频域内线性衰减,可调节可变电容Cc,使输入网络和输出网络的时间常数相等,即

                  RtCt=Rs(Clt+Cc+Cs)

                  式中,Clt为有损传输线的总电容。根据传输线工作原理,为改善探头的高频增益,可调节可变电阻Rc,使负载阻抗逼近于传输线特征阻抗,即

                  式中,Z0为传输线特征阻抗;fb为探头带宽。

                  有源单端探头

                  有源单端探头前端配有场效应晶体管,这使其具有非常小的输入电容,但同时导致其线性动态输入范围很小。此外,有源单端探头价格昂贵、机械结构脆弱,这些因素限制了其应用范围。图2给出一种10倍衰减的有源单端探头电路模型,该模型主要包括衰减器、缓冲器和无损传输线。

                  信号先通过衰减器进行5倍衰减,再通过缓冲器进行电压跟随,最后由无损传输线传输到示波器。其中,缓冲器具有高输入阻抗和强输出驱动能力,隔离了衰减器和无损传输线,这一方面便于其输入端和输出端进行阻抗匹配,提高信号传输能力;另一方面可以使衰减器尽可能地靠近测试点,以减小不可控的寄生参数。无损传输线的特征阻抗一般为50Ω,R3与Rs分别对其源端和负载端进行阻抗匹配,以提升信号传输的保真度,同时对缓冲器输出端信号产生2倍衰减。

                  有源高压差分探头

                  有源差分探头主要用于测量差分信号,可分为低压型和高压型,通常选择通用性更好的高压差分探头来测量开关电源信号。图3为一种经典的有源高压差分探头电路模型,该模型主要包括衰减器、缓冲器、差分放大器和无损传输线,图中,Lp+与Lp-分别为两信号端的寄生电感。

                  首先差分信号依次通过两个理论上相同的衰减器和缓冲器实现高倍衰减和电压跟随;然后通过差分放大器转换为单端对地信号;最后由无损传输线传输到示波器。共模抑制比是差分探头的一个重要指标,有源差分探头的共模增益主要有两种来源;①两差分信号传输途径的电阻、电容、缓冲器和寄生参数的不完全对称;②差分放大器固有的共模增益。

                  光隔离探头

                  光隔离探头同样用于测量差分信号,其原理框图如图4所示,该探头主要包括衰减器、电-光-电转换网络、无损传输线和示波器接头。电-光-电转换网络作为光隔离探头的核心,通过电-光转换器、光纤、光-电转换器和控制器实现了被测设备与示波器的电气隔离,缩短了差分信号的传输路径,这很大程度上提高了探头的共模抑制比,使得光隔离探头能测量具有高带宽和高共模电压的差分信号。

                  以上内容由普科科技PRBTEK整理,公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售,涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等,满足客户多样化测试需求,库存充足,价格合理。

                  责任编辑:tzh

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                  半导体超级周期开启,电脑攒机成为“奢侈品”,iP...

                  直流电流探头测电流波形的方法

                  直流电流探头对示波器的测量至关重要,首先要求探头对探测的电路影响必须达到小,并希望对测量值保持足够的....
                  发表于 2021-08-30 17:35? 647次阅读
                  直流电流探头测电流波形的方法

                  夹钳式电流探头的选择及使用

                  市面上有很多种夹钳式电流探头可供选择,并且每个品种对应的型号也很多,那么我们应如何选择呢?应根据自身....
                  发表于 2021-08-30 17:25? 341次阅读
                  夹钳式电流探头的选择及使用

                  MSO4034B泰克示波器开机自检报错维修案例

                  众所周知,示波器是用图形显示电信号,并显示它们随时间的变化情况的一款仪器,工程师一般使用示波器来设计....
                  发表于 2021-08-30 15:51? 16次阅读
                  MSO4034B泰克示波器开机自检报错维修案例

                  安捷伦E3631A电源失调维修案例

                  很多行业人士应该都知道,安捷伦属于高端品牌,一般价格不菲,维修程序也并不简单而且国内能够维修安捷伦电....
                  发表于 2021-08-30 15:44? 56次阅读
                  安捷伦E3631A电源失调维修案例

                  JLSemi 景略半导体与韦尔股份强强联合,进军...

                  JLSemi景略半导体与韦尔股份成立半导体合资公司,专注车载视频传输芯片,携手为下一代智能汽车提供端....
                  发表于 2021-08-30 14:38? 364次阅读
                  JLSemi 景略半导体与韦尔股份强强联合,进军...

                  芯和半导体联合新思科技业界首发, 前所未有的“3...

                  2021年8月30日,中国上海讯——国产EDA行业的领军企业芯和半导体发布了前所未有的“3DIC先进....
                  发表于 2021-08-30 13:32? 249次阅读
                  芯和半导体联合新思科技业界首发, 前所未有的“3...

                  红外感应技术原理、类别及发展趋势

                  红外感应技术也称为红外探测技术,是物联网应用中的基本技术(其中还包括RFID和GPS定位技术等)之一....
                  发表于 2021-08-27 14:45? 383次阅读
                  红外感应技术原理、类别及发展趋势

                  台积电市值亚洲第一、联发科Q2再创新高,站上巅峰...

                  电子发烧友网报道(文/黄晶晶)近两年,在中美贸易战、全球新冠疫情的经济社会大背景下,台湾半导体应该是....
                  发表于 2021-08-27 08:30? 2806次阅读
                  台积电市值亚洲第一、联发科Q2再创新高,站上巅峰...

                  如何准确地找到产品失效原因

                  失效分析是一门发展中的新兴学科,近年开始从军工向普通企业普及。它一般根据失效模式和现象,通过分析和验....
                  发表于 2021-08-26 17:15? 505次阅读
                  如何准确地找到产品失效原因

                  环境监测推动气体传感器市场

                  气体传感器 主要可分为:半导体型气体 传感器 、电化学型气体传感器、 PI D气体传感器、光化学型气....
                  发表于 2021-08-26 15:26? 1183次阅读
                  环境监测推动气体传感器市场

                  长电科技上半年延续高增长 大力布局先进封装功不可...

                  5G通信与新能源汽车引领的新一轮科技迭代浪潮,将全球半导体行业引入了新一轮景气周期。面对强劲市场需求....
                  发表于 2021-08-26 13:42? 787次阅读
                  长电科技上半年延续高增长 大力布局先进封装功不可...

                  思达科技冥王星一体化可靠性测试系统已开始接单出货

                  半导体参数与可靠性系统领导厂商—思达科技,宣布冥王星Pluto系列per-pin SMU测试系统,获....
                  发表于 2021-08-26 10:04? 656次阅读
                  思达科技冥王星一体化可靠性测试系统已开始接单出货

                  A股1013家公司花6229亿元买理财!说说半导...

                  上市公司使用闲置资金购买理财产品,是很多见的情况,根据Wind数据统计,2021年1月1日到7月5日....
                  发表于 2021-08-26 09:51? 1098次阅读
                  A股1013家公司花6229亿元买理财!说说半导...

                  未来3年2050亿美元,三星这钱投向哪?

                  北京时间8月24日,三星集团对外表示,未来三年内集团将在后疫情时代投资240万亿韩元(约合2050亿....
                  发表于 2021-08-26 09:00? 314次阅读
                  未来3年2050亿美元,三星这钱投向哪?

                  2021研讨会?杭州站在杭州市滨江区正泰大厦圆满...

                  2021年7月8日,杭州季丰电子科技有限公司开业典礼暨季丰电子2021研讨会?杭州站在杭州市滨江区正....
                  发表于 2021-08-25 11:48? 845次阅读
                  2021研讨会?杭州站在杭州市滨江区正泰大厦圆满...

                  格芯正在进行IPO筹备工作 英特尔收购计划泡汤

                  近日,据外媒报道,有消息人士透露,全球半导体代工大厂格芯(GlobalFoundries)已经秘密向....
                  发表于 2021-08-25 11:20? 278次阅读
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                  ADI 收购 Maxim获中国反垄断许可!正面硬...

                  ADI和 Maxim宣布,ADI收购Maxim获得中国国家市场监督管理总局反垄断许可。目前该交易现已....
                  发表于 2021-08-24 17:50? 139次阅读
                  ADI 收购 Maxim获中国反垄断许可!正面硬...

                  长电科技业绩跃迁 2021上 半年利润已超过去年...

                  8月20日晚间,全球领先的集成电路制造和技术服务提供商江苏长电科技股份有限公司(简称:长电科技,股票....
                  发表于 2021-08-24 16:41? 2068次阅读
                  长电科技业绩跃迁 2021上 半年利润已超过去年...

                  音圈模组使半导体元件检测更简单

                  音圈模组使半导体元件检测更简单。在智能产品快速发展的当下,半导体是非常重要的。而半导体元件生产中,用....
                  发表于 2021-08-24 15:53? 45次阅读
                  音圈模组使半导体元件检测更简单

                  硅材料有哪些 硅的用途是什么

                  硅材料是一种产量最大、应用最广的半导体材料,主要以功率器件、微波器件为应用和发展方向,一般用在各类半....
                  发表于 2021-08-24 14:21? 905次阅读
                  硅材料有哪些 硅的用途是什么
                  欧美美女的白虎