设计技术问答：如何利用示波器辅助你的设计？

Q7：我们公司之前用TDS744，TDS745等示波器是使用的是无源探头(如P6139A，带宽500M)。在购买了有源探头(P6237)之后，从测试波形来看(特别是测高频信号时)，两者的测试结果差异较大。从探头参数得知，有源探头的输入电容<1pF，而无源探头则为10pF左右。这样看来应该是有源探头的测试结果更能反映信号真实的情况。请问既然无源探头对高频信号衰减很大，那其500M的带宽有什么意义呢？ 我们在测试信号时，如何根据测试情况来选择使用有源或无源探头？

A7：您的P6139A探头加上泰克的500MHz示波器典型带宽值还是可以达到500MHz，但是正如您所说，其输入电容不同，这一电容将产生对于待测信号的负载效应，造成信号振铃，形状发生改变，因此这个时候使用有源探头时能反映信号的真实情况。实际上，使用探头不光要考虑带宽，所有这些因素我们在测量高频信号的时候都要考虑：带宽/上升时间、动态范围、负载效应、接地效应、共振效应。

尤其P6139A时您还要考虑地线的影响，探头上的接地线也会带来振铃，测量高频信号的时候应该尽量缩短地线的长度。

另外，您使用的P6247是有源差分探头，共模的影响也可能是一个因素。

选择无源探头主要是因为其动态范围大，比如P6139A可以测量从毫伏到几百伏的信号，而P6247只能测量＋－8.5V的信号。另外有源探头价格也是一个因素。

详情请参阅泰克《探头ABC》以及《数字信号完整性测试》

Q8：在示波器上看波形时，用外触发来看好还是自触发好，两者有何区别？

A8：示波器的通常触发是边沿触发，其触发条件有2个，触发电平和触发边沿。即：信号的上升沿（或者下降沿）达到某一特定电平（触发电平）时，示波器触发。示波器只有在信号自触发有问题的时候才会使用外触发，没有哪一个更好的问题。而这种问题通常可能是，信号比较复杂，有很多满足触发条件的点，无法每次在同一位置触发，从而得到稳定的显示。这时需要使用外触发。

Q9：我发现一个比较奇怪的问题，为什么看似很普通的一个示波器探头往往会卖得很贵呢？ 请教专家，决定示波器探头价格的主要因素是什么呢？ 一般的示波器探头的使用寿命有多长时间？需不需要定期的标定？

A9：示波器的探头有非常多的种类，不同的性能，比如高压，差分，有源高速探头等等，泰克就有差不多近百种不同的探头，价格也从几百人民币到接近一万美元。价格的主要决定因素当然是带宽和功能。探头是示波器接触电路的部分，好的探头可以提供测试需要的保真度。为做到这一点，即使无源探头，内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络）。示波器的探头寿命不好说，看您使用环境和方法。标准对于探头没有明确的计量规定，但是对于无源探头，至少在更换探头，探头交换通道的时候，必须进行探头补偿调整。所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热，有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。总之，能够用好探头才可以用好你的示波器，详情请参见泰克《探头ABC》，大家如果需要可以发Email给泰克索要。china.mktg@tektronix.com

Q10：我们目前在测量离板信号线的传导骚扰时，发现在两个特定频点（一个是659K另一个是1.977K）上由两个很大的噪声信号。我们初步分析是由于板上的开关电源芯片引起的，但是对于如何使用示波器测量这样的噪声信号不是很清楚。请专家指点迷津！

A10：示波器可以测试噪声信号有几个考虑的因素：1. 被测信号的幅度，是否为小信号，示波器配合探头可以测试uA级的信号；2. 被测信号的频率；3. 探头的连接方式不当会产生噪声，影响测试结果。

Q11：如何用TDS3052B测量载波频率为几十K，调制波频率为电源频率的已调波的最大值?

A11：您的工频输入可能为低频的50Hz/60Hz，同时载波为几十K，一个工频周期为20ms左右，如果示波器需要观测20ms信号，即示波器的duration采集窗口至少为2ms/div ×10格，同时根据几十k的载波信号，确定示波器的采样率。最后可以估算出需要的采集内存长度，判断是否能够满足测试要求。

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