示波器测电压探头选择不同,电压的测量值有什么...

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-10-19 05:23 标签： 示波器测电压
如何用示波器测量电源纹波？ - 百度文库
如何用示波器测量电源纹波？
如何用示波器测量电源纹波？
在直流电压或电流中，经常存在叠加在直流稳定量上的交流分量，也就是纹波，它容易在电器上产生谐波从而降低电源的效率、干扰数字电路的逻辑关系、干扰电子设备的正常工作，甚至产生浪涌电压或电流进而烧毁电器，给电子设备的正常工作带来了非常严重的隐患。所以，对电源纹波的产生机理进行分析，并对其进行测试，对设计与评估电源纹波对电子设备的影响是很有必要的。
纹波是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号，指在额定输出电压、电流的情况下，输出电压中的交流电压的峰值。狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分。纹波用示波器可以看到，在直流电压上下轻微波动，就像水平面上波动的水纹一样，所以被称为纹波。
2. 电源纹波产生
我们通常在产品中用的电源主要有线性电源和开关电源两大类，输出的直流电压是一个固定值，由交流电压经整流、滤波、稳压后得到。由于滤波不干净，直流电压中含有交流成分，这就产生了纹波。纹波是一种复杂的杂波信号，它是围绕输出直流电压上下来回波动的周期性信号，但周期和振幅不是定值，随时间而变，不同的电源纹波波形不一样。产生电源纹波的因素有许多，即使用电池供电也会因负载的波动而产生纹波。
3. 示波器测量电源纹波
电源纹波的测量方法大致分为电压信号测量法和电流信号测量法，两种方法都是使用示波器对纹波进行测量。用示波器来测量电源纹波，除了可测量纹波的各种电压值，还可以看到波形。
3.1 电压信号测量方法
电压信号测量法是用示波器测量叠加在直流电压信号上的交流纹波电压信号。对于稳压电源的测试可以
直接用电压探头测量输出到负载上的电压信号。电压测量方法的连接如图1 所示，示波器设置的顺序如图2所示。
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目前，示波器探头的选择在当代的应用可谓是越来越广泛，示波器探头的选择是值得我们好好学习的，现在我们就深入了解示波器探头的选择。
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示波器探头的选择
目前，示波器探头的选择在当代的应用可谓是越来越广泛，示波器探头的选择是值得我们好好学习的，现在我们就深入了解示波器探头的选择。
1. 选用探头的原则：探头对于被测回路，必须有最小的影响，对想要测量地信号应保证足够的保真度。
2. 探头的定义：探头是在一个测试点或信号源和一台示波器之间做的物理及电路的连接
3. 探头的组成：大多数探头由一个探头尖，一根探头电缆线，及一个补偿盒或其它类型的信号调节网络组成。&
4. 一个探头，就算它只是简单的一条电线，它也可能是一个很复杂的电路
a）对于DC 信号( 0 Hz 频率)，探头作为一对导线与一系列电阻，就向一个终端电阻一样。&
b) AC 信号的特性变化是因为：电线具有分布电感(L)，电线具有分布电容(C)。分布电感反作用于AC信号，在信号频率增加时，阻止AC信号通过。分布电容反作用于AC信号，在信号频率增加时，减小 AC信号电流通过的阻抗。这些反作用元件(L 和 C )的交互作用，与电阻元件(R)一起，成为随信号频率不同而变化的探头阻抗。
&5. 带宽&&5倍规则
&示波器的带宽应该比被测量的波形的频率大 5 倍。&这条5 倍规则&为非正弦波高频成分保证了足够的带宽，例如方波。 &
探头和示波器设计为在规定的带宽范围上进行测量。超越了 3 dB 点的频率，信号振幅极度削弱，测量结果是无法预知的。
6. 示波器或探头的上升时间
示波器或探头的上升时间定义为：当测量一个理想的、瞬时的上升脉冲时，所测量的上升时间。
为了合理精确地测量脉冲上升或下降时间，探头和示波器的上升时间之和应该是 3～5 倍快于被测脉冲。
上升时间测量误差可以从上面的图表进行估计。示波器/探头的共同的上升时间比被测量信号快3倍时，预期测量误差在5% 以内。快五倍时将导致仅仅2% 的误差。
&7. 在上升时间没被指定的情况时，你可以从带宽( BW )的指标导出上升时间( T r )，具有如下的关系说明：
Tr = 0.35/BW
8. 每台示波器都定义了带宽和上升时间限制。同样，每根探头也有它的带宽及自己的上升时间限。并且，当一个探头接入一台示波器时，你将得到一套新的带宽和上升时间限。不过，系统带宽和单个示波器和探头带宽之间的关系不是简单的一种关系。对于上升时间也一样。
解决办法：为了处理这个问题，当示波器用于特殊模式时，先进的示波器制造商指定的上升时间当使用原配的探头时，是探头尖的上升时间。这是非常重要的，因为示波器和探头一起形成一个测量系统，系统的带宽和上升时间决定它的测量能力。如果你使用没有在示波器推荐表上的探头，你将冒无法预知测量结果的风险。
9. 有源探头与无源探头
有源探头：包含晶体管或其他有源设备作为部分信号调节网络的探头。
无源探头：网络仅由阻抗(R)，感抗(L)，容抗(C)元件组成，不包括有源元件的探头。
无源探头的动态范围为从几百伏特延伸到几千伏特。
有源探头的最大的安全电压限制经常是几十伏特。
（来源：Tektronix 网站）
综上所述，本文已为讲解示波器探头的选择，相信大家对示波器探头的选择的认识越来越深入，希望本文能对各位读者有比较大的参考价值
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博文热贴&Top&10开关电源测试中示波器的选择
开关电源测试中示波器的选择在调测中,虽然电压表可以测出电源输出电压的电压值，通常是平均值或者有效值，有的电压表也能测量输出的峰值电压和频率，但电压表不能给出有关信号形状的信息。的调试，经常需要测量相关控制电路和绕组的脉冲电压波形，示波器就是完成这种测试的理想仪器。
我们可以把示波器简单的比喻成是具有图像显示功能的电压表。普通电压表是由其表盘上移动的指针或者显示的数字来给出被测信号的电压读数。而示波器的显示方式就不同，它具有显示屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间变化的动态情况，即电压波形。也就是说，示波器能以图形的方式显示电压信号随时间变化的实时情况。普通电压表通常只能对其中一个电压进行测量，而示波器则能同时显示两个以上的电压波形，以方便我们对信号波形的对比。
示波器可以测量的交流、直流或者脉冲电压波形，它由信号放大器、扫描振荡器、显示驱动电路等组成。除观测电压的波形外，还可以测量频率、电压峰峰值等。凡是可以变为电信号的周期性物理过程，都可以用示波器进行观测。
示波器分为数字示波器和模拟示波器。模拟示波器是采用模拟电路，其基础是示波器中的电子枪，电子枪向屏幕发射电子，电子经过聚焦后形成电子束让屏幕显示出画面。数字示波器则是采用数据采集、模拟信号到数字信号转换、软件编程等一系列的技术组合的高性能、多功能的示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能提供更多选择功能，有多种分析方案给用户选择，并且具有存储功能，可以实现对电压波形的保存和调取。 因此数字示波器也常称为数字存储示波器。
为了精确地测量的频率响应和高速信号的上升沿，示波器和探头必须具有足够的宽带。通常的方法是示波器和探头的宽带应该是被测信号最高频率的3-5倍。-3dB带宽衰减会引入大约30%的幅度测量误差，因此示波器和探头的带宽越宽越好。数字示波器的采样速率，应在被测信号最高频率的十倍以上。鉴于一般的工作频率大多不超过200KHz,其主要谐波分量不超过2MHz,因此，20MHz带宽的通用双踪示波器都可以满足测试要求。
为了测量开关电源中的电流信号，还可以选择示波器专用的电流探头。有些电流探头是通用选件，探头通过外部专用电源供电，可以连接到所有的通用示波器。但也有些探头是专用配件，探头必须通过示波器内部供电，只能接到特定型号的示波器上配套使用。示波器的电流探头给的调试带来了很大的方便，但其价格昂贵，与其配套的示波器价格也不便宜，可以根据实际需要进行选择配套。
在的调试中，经常会遇到“浮动”测量问题，所谓“浮动”测量，就是测量的两个信号点不处于同一个接地点，接地电位不同，该测量也称为差分测量。被测信号公共线与地之间的电压可能会高数百伏特，差分测量接地的示波器是通过使用隔离，将信号公共线从大地断开。因为浮动测量技术使机壳、机柜和连接器等仪器可接触部件具有探头地线连接点的电势。这就有可能造成不仅浮动参考点接地的示波器很危险，而且会使测量结果不准确，该误差是由于在地线连接点处之间将示波器机壳的总电容与被测电路相连所致。为解决这个问题，有些示波器生产商使用了内置隔离通道技术，使得工程师和技术人员可以快速、准确、经济地进行多通道隔离测量。
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示波器探头衰减倍数分别是1比1和1比10时,示波器上显示屏的电压值与测量值的关系
示波器探头衰减倍数分别是1比1和1比10时,示波器上显示屏的电压值与测量值的关系
探头1比1时，示波器显示的值与测量值一致，若探头选择1比10，则显示的值应除以10才得到真实的测量值。

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