你知道如何正確使用無源探頭嗎？（二）

只要信號路徑和返回路徑分開接觸DUT ，則總會有一些前端環路電感，當源阻抗低時， Q 可能會很高，可能會產生人為的振鈴。解決此問題的另一種方法是在探頭前端增加一個串聯阻尼電阻，下面我首先分析增加串聯阻尼電阻的優缺點。即使在 無源探頭 前端串聯一個 9M Ω的電阻，也很容易忘記它上面有一個 9.5 pF 的電容，在 100 MHz 時， 9.5 pF 電容的阻抗僅為 250 Ω。
阻尼電阻的值應足夠大以提供約 1 的 Q ，但又不能太大以至于響應時間過大，當 Q 為 1 時，串聯電阻應為：

使用串聯阻尼電阻可以減小 Q ，但同時也會減小帶寬并提高凯发k8官方旗舰店可以測量到的最短上升時間，當帶寬為 100 MHz 時，可以測量到的最短上升時間約為 3.5 ns 。圖 1 顯示了一個示例，在測量 5 V 開關電源時， 10x 探頭前端增加 220 Ω串聯電阻，這略高于臨界阻尼電阻，因此傳遞函數中不會出現峰值或瞬態響應中不會出現振鈴。等效的傳遞函數表明， -3dB 帶寬大約為 100 MHz ，這表示可以測量到的最短上升時間為 3.5 ns 。

圖 1 ： 220 Ω串聯阻尼電阻可減少傳遞函數中的尖峰并消除人為振鈴，但會稍微增加上升時間

最小化 10x 無源探頭的前端電感很重要，在測量低阻抗電源軌時，任何前端電感都可能引起人為的振鈴，在前端增加一個大約 200 歐姆的串聯電阻會減少這種誤差，但也會將探頭的帶寬降低到 100 MHz 或更低。如果您的電源軌測試應用需要高于 100 MHz 的帶寬，請考慮使用諸如力科 RP4030 有源電源軌探頭之類的探頭，該探頭沒有此限制。

力科專用的電源軌測量探頭 RP4030

減小前端環路電感的常用方法

為了減小 10x 無源探頭的前端環路電感，建議使用通常標配的兩個適配器 :BNC 適配器和 PCB 適配器。大的前端環路電感將降低 10x 探頭的性能，盡可能降低前端回路電感始終很重要，每個探頭通常附帶兩個適配器，以減少前端環路電感。對于地線，最壞的情況是使用提供的 3 英寸接地線，更好一點的選擇是使用小的彈簧地線，最好的是同軸適配器（圖 3 ）。盡可能使用同軸連接到電路板或 DUT ，這樣可以減少前端電感，減少 RF 噪聲拾取，并為 10x 探頭提供最高帶寬。當無法使用同軸連接 DUT 時，請使用探頭上的短彈簧地線。當無法使用短彈簧地線時，請注意，探頭將工作在有限的帶寬下，對 RF 拾取更為敏感，并且在測量上升時間較短的信號時可能會出現振鈴現象。左側顯示了用于將 10x 探頭連接到 DUT 的三種連接方式，右邊是它們相應的傳遞函數

RF 拾取和前端環路電感

探頭中信號路徑和返回路徑的任何分隔都會有效地形成天線，因此，較大的前端環路電感意味著更高的 RF 靈敏度，當在可能具有較大近場輻射發射的板上探測信號時（例如，開關電源），很難將板上實際測量的電壓與與拾取 R 相關噪聲區分開。測量環境噪聲的一種方法是使用第二個 10x 探頭，其前端短接在一起，專門用作拾波線圈。當放置在測量導體上電壓的 10x 探針附近時，可以粗略地測量局部 RF 噪聲。圖 4 顯示了兩個測量信號，一個在電源軌上，另一個是本地 RF 拾取。

這些波形顯示了來自本地環境的 RF 拾取的相對幅度和形狀以及在電源軌上測得的電壓 值得注意的是，需要電路板在近場有很大的噪聲，頻率為 100 MHz 信號的波長為 10 英尺，這意味著距離電路板幾英寸內的所有測量都是屬于近場測量。但是，近場發射很強并不意味著遠場發射也很強，許多近場源會隨著距離迅速下降。當射頻拾取信號占導體上測得電壓的很大一部分時，請小心將測到的電壓解釋為真實信號，可能只是 RF 拾取噪聲，與 DUT 上的實際電壓無關。解決射頻拾取問題的方法是使用同軸從 10x 探頭連接到 DUT ，同軸性質的連接將對射頻拾取的靈敏度降至最低。許多 10x 無源探頭套件都包含同軸 PCB 適配器，適配器可以在以 100 mil 為中心的測試點上焊接到 PCB 中，并提供從板上的焊盤到 10x 探針的同軸連接。圖 5 顯示了使用該適配器的示例及其對降低該導軌上的 RF 拾取噪聲的影響。 使用同軸 PCB 適配器的 10x 探頭大大減少了射頻噪聲拾取的數量。

總結

10x 無源探頭是用于許多常規測量的主力探頭，當測量的最小信號變化 >100mv 時，它的最佳應用場景是帶寬 <100 MHz 和電壓范圍小于 400 V 的信號。在此范圍之外，必須特別注意執行可靠，準確的測量。