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示波器接入后等效電路

1MΩ阻抗和50Ω阻抗檔位的設計出發(fā)點是不同的，1MΩ檔位的出發(fā)點是為了讓示波器擁有較小的負載效應，可以“安安靜靜的”做個旁觀者。而50Ω檔位則是為了消除傳輸線上的信號反射，將傳輸線影響降到最低。選擇何種阻抗檔位，需要根據(jù)實際測量情況而定：

• 當被測信號是一個無負載信號（如信號發(fā)生器），且采用50Ω特性阻抗同軸電纜與示波器相連接時，則需要使用50Ω阻抗檔位。

• 當被測信號是一個板載信號，有自己完整的終端接收系統(tǒng)時，則需要使用1MΩ阻抗檔位直接測量或者使用探頭測量。

• 配合探頭測量時，需要注意無源探頭都需要使用1MΩ阻抗檔位，有源探頭則需要根據(jù)探頭要求進行匹配，一般來說高頻探頭要求50Ω阻抗檔位，低頻探頭要求1MΩ阻抗檔位。

• 使用無源探頭時需要注意，1:1探頭通常只有6MHz的帶寬。想要更高頻率，需要選用帶衰減的無源探頭。

當示波器同時提供50歐姆輸入和1兆歐姆輸入時，如何選擇合適的輸入耦合關系到測量結(jié)果的準確，以下是我們對于示波器耦合輸入選擇的建議：

當使用10X探頭時，選擇1M歐姆輸入

當示波器與10x探頭一起使用時，唯一的選擇是1兆歐輸入，沒有其他的選擇。

如果待測信號帶寬低于200 MHz，則10x探頭是非常合適的適通用探頭。10x探頭的缺點是：由于將信號衰減10倍，因此信噪比降低20 dB。

對于12位高分辨率示波器，輸入噪聲峰峰值約為1 mV。10x探頭能夠提供的最高垂直靈敏度為10 mV/div，如果想測量小于100 mV的低電平信號，則10x探頭將限制示波器的垂直靈敏度。在這種情況下，請考慮使用直接連接或有源探頭。

使用線纜直接連接測試低電壓信號時，選擇1M歐姆

如果是測量非常低電平的信號，請選擇直接線纜連接到示波器，并選擇1M歐姆輸入。這樣可以利用示波器放大器的全部靈敏度，選擇1M歐姆輸入，能夠測量高達50 V的電壓，并具有較大的動態(tài)范圍偏移和交流耦合。

使用直接線纜連接并選擇1M歐姆輸入的不利之處在于，可能會引入反射誤差（如下圖所示）。

當信號遇到瞬時阻抗變化時，總是會發(fā)生反射，如果信號源的上升時間大于線纜延遲的4倍，則在信號的上升沿或下降沿會忽略掉反射，反射誤差可以忽略不計。

如果信號上升時間很大或線纜較短，則不必擔心反射問題。在示波器上使用1兆歐的輸入阻抗就可以了，能夠查看更高電壓信號，具有更大的DC偏置并可使用AC耦合。

對于長上升時間或低帶寬信號，首選設置為1兆歐姆輸入，帶寬有多低？如果典型的電纜長度為1米，則電纜的時間延遲約為5納秒。這意味著對于上升時間大于4 x 5 ns = 20 ns的信號，1兆歐姆的輸入是可以的。這是大約0.35 / 20nsec = 17 MHz的信號帶寬。如果信號的帶寬低于20 MHz，可以使用1兆歐姆的輸入。

使用50歐姆電纜時，請使用50歐姆來消除反射

示波器具有50歐姆輸入選項的真正原因是為了減少使用50歐姆特性阻抗線纜（例如RG58或RG174電纜）連接到示波器的信號的反射。

如果使用50歐姆的電纜，則信號在傳播到示波器時，會看到50歐姆的瞬時阻抗。當它進入示波器時，如果我們可以使瞬時阻抗保持恒定，則不會有反射，并且會在示波器中看到由信號源發(fā)射到電纜中的實際電壓。我們特別在示波器上增加50歐姆輸入選項，是因為假設客戶會使用50 歐姆線纜。這意味著，對于高帶寬的信號，可以最高到示波器的額定帶寬，請使用50歐姆的輸入阻抗設置。這將提供最高帶寬和最低噪聲的測量。

選擇50歐姆輸入時，注意防止過壓損壞

但是，如果輸入的DC或RMS電壓接近或高于5 V，請勿在示波器上使用50 ohm輸入！

示波器內(nèi)部放大器前面是一個50歐姆的電阻，該電阻的功耗僅為0.5瓦。如果電阻功耗超過0.5瓦，則會發(fā)熱過多。在極端情況下，電阻器可能會熱損壞，或者會從板上掉下來。0.5瓦的功耗限制對應于5 Vrms的輸入信號， 例如，這意味著5 V的DC電平或占空比為50％的10 V峰峰值信號。如果需要探測高于5 V的電壓（尤其是電源軌），請考慮使用諸如RP4030之類的電源信號完整性探頭，該探頭設計用于高達30 Vdc的電源軌測量。