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力科更高带宽的10x无源探头-云帆兴烨

发布时间: 2019/09/25   浏览次数:50    作者:云帆兴烨

现在我们对10x无源探头的情况有了更好地了解,可以总结其关键特性。首先要了解的是,这些探头提供相对较低的带宽(<100 MHz)。这很大程度上是探头前端电感的结果。

10x无源探头将表现出相对较低的信噪比(SNR),首先,由于探头以101的比例衰减测量信号,因此将直接在SNR中放弃20 dBSNR也会受到探头长引线射频拾取的影响,这些引线是很好的接收天线。


1展示了一个示例:黄色波形是示波器的固有噪声,而品红色波形是10x无源探头引线短接在一起。示波器噪声峰峰值在0.5 mV的范围内,而具有短引线的探头峰峰值约为30 mV,这包括示波器噪声和约为10 mV / div的前端噪声的组合,在示波器上测得的噪声为1 mV / div,最重要的是来自探头长导线的另一个30 mV峰值到峰值的RF拾取噪声。

因此,希望可能减少前端电感,以获得更高的带宽和更少的RF拾取。使用10x无源探头时,请务必始终使用示波器上的1MΩ输入。您可以交流耦合,插入一个高通滤波器,可以防止您看到10 Hz以下的任何频率。

尽管如此,10x无源探头是出色的通用低带宽探头,通过使用同轴前端,可以实现10x无源探头的最大带宽。即使在最佳条件下,也不要期望10x探头的带宽超过500 MHz,但是如果想在保持高阻抗的同时提高探头的带宽呢?

实现此目标的一种方法是使用同轴电缆,在探头前端串联一个450Ω电阻,这是与10x无源探头完全不同的探头设计。

这些带有450Ω电阻的探头有时被称为“传输线探头”,它们也是10倍衰减探头,并使用示波器的50Ω输入作为分压器的另一半,但它们的带宽比使用1MΩ示波器输入的10x探头高得多,DUT看到的负载阻抗从DC到其~7 GHz带宽始终为500Ω。

使用此配置,用示波器的50Ω输入作为终端,图2显示了力科PP066 10x无源探头,其中包含点测前端。前端有一个450Ω的电阻器,可以接触DUT,同时也是一个单独的返回路径。这个返回路径非常短,这有助于我们最小化前端的环路电感,然后信号看到50Ω的电缆,所以它是450Ω加上50Ω的电缆端接到50Ω示波器输入端。

请记住,这种分压器配置将信号衰减10倍,因此在示波器上看到的信号是探头前端信号的十分之一,同时,由于电阻较小,对环路电感的敏感性大大降低。

使用450Ω串联电阻和较小的前端环路电感,通常可以将10x无源探头的-3dB带宽提升到5-7 GHz范围,不需要点测前端到达那里,可以通过在PC板的测试点添加450Ω电阻来自行选择。

总而言之,当看到450Ω串联电阻时,就知道放弃了20 dB的信号,如果正在探测伏级的电平信号,这不是问题,但对于毫伏信号,需要考虑保留高SNR,通过最小化前端环路电感,可以实现相当高的带宽。但是,除非使用外部同轴隔直电容,否则不能在此配置中使用交流耦合,这意味着将无法看到任何频率低于1 MHz的信号。


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