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電源噪聲測量中的陷阱之10X衰減探頭的影響-云帆興燁

發布時間: 2019/09/27   瀏覽次數:167    作者:云帆興燁

正如上一篇文章所展示的那樣,EMI/ RFI可能會對電源噪聲測量造成嚴重破壞,在相同的情況下,我們也應始終注意示波器探頭的某些特性;10X衰減探頭,通常新示波器都標配這種探頭,當使用10X衰減探頭而不是帶微夾鉗前端的BNC探頭時,我們會得到什么樣的測量結果?

1是這些測量的示例,我們使用力科HDO8108A示波器進行這些測量,10X衰減探頭是力科的PP023 500MHz無源探頭。HDO8108A足夠智能,可以自動檢測10X探頭何時連接到其中一個模擬輸入通道,其顯示的是探頭前端的電壓。兩個波形都使用相同的20mV / div刻度。

1 使用10X衰減探頭(上部)和BNC探頭(底部)捕獲的信號波形顯示不同的噪聲水平

如圖1所示,兩個波形中的噪聲拾取量相當,在前端打開的情況下,探頭對電場更敏感, 10X探頭測量到72 mV pk-pk11 mV RMS,而同軸探頭測量到36 mV pk-pk4.2 mV RMS

2是相同的測量,但前端短接在一起時的狀況,在這種情況下,探頭對磁場更敏感,然而,兩條波形的噪聲分量還是相當,這次,10X探頭測得33 mV pk-pk1.6 mV RMS; 同軸電纜探頭測得24 mV pk-pk1.2 mV RMS

正如上一篇文章中對RF干擾的分析一樣,我們了解了這些測量中的噪聲源(人造RF,可能是附近設備中有缺陷的時鐘)解決RF干擾問題的方法是從DUT到示波器外殼的正確屏蔽。

3顯示了應用適當屏蔽并在探頭尖端短路的情況下進行測量的結果,正如所預想的那樣,就像在RF干擾實驗中一樣,BNC探頭的信號幾乎沒有噪聲。

然而,10X探頭就完全不一樣了,請注意,這些波形以相同的10 mV / div刻度顯示,但10X探頭的噪聲是BNC探頭噪聲的10倍,原因是兩個探頭在示波器的放大器中看到相同的噪聲,但它在10X探頭前端反射了10倍。

這些例子表明,如果你使用任何類型的10X衰減探頭,并且正在探測示波器底噪或其附近的低電平信號,那么已經有效地放棄了10倍的信號,引入相同數量的噪聲,可以預期信噪比(SNR)會降低20 dB

這個測試示例再次證明,使用任何類型的10X衰減探頭,SNR將降低20 dB。在某些情況下,使用10X探頭可以很好的完成測試。但不適用于低電平信號,也不適用于示波器噪聲基底附近的任何小信號的測試。


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