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示波器常用三種探頭校準(zhǔn)方法


  來(lái)源: 面包板社區(qū) 時(shí)間:2021-10-29 編輯:儀器儀表WXF
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示波器的應(yīng)用場(chǎng)合中,除了有些RF或高速數(shù)字的場(chǎng)合用電纜直接測(cè)量以外,很多板上的調(diào)試工作都是借助探頭完成的。探頭是示波器測(cè)量系統(tǒng)的一部分,很多高帶寬的探頭都必須是有源探頭,有源探頭內(nèi)部的有源放大器的的增益和偏置隨著溫度或者時(shí)間老化可能會(huì)有漂移,為了補(bǔ)償這種漂移,就需要定期對(duì)探頭進(jìn)行校準(zhǔn)。


目前示波器探頭的校準(zhǔn)方法通常有三種:


1、DC增益與偏置校準(zhǔn)

DC校準(zhǔn)是示波器最常用的校準(zhǔn)方式,比較校準(zhǔn)信號(hào)輸出(標(biāo)準(zhǔn)的直流電壓)與示波器實(shí)際測(cè)試到的校準(zhǔn)信號(hào)電壓,用于修正探頭測(cè)試直流電壓的增益以及偏置的偏差。DC校準(zhǔn)過(guò)程是確定線(xiàn)性方程y=mx+b系數(shù)m,b的值。探頭的DC校準(zhǔn)至少需要1年進(jìn)行1次,更頻繁時(shí)會(huì)幾個(gè)月甚至每天進(jìn)行一次。


2、AC校準(zhǔn)

測(cè)試高速信號(hào)的高性能示波器,由于帶寬非常寬,很難保證帶內(nèi)幅頻和相頻響應(yīng)絕對(duì)平坦。為了提高測(cè)量精度,就需要校準(zhǔn)帶內(nèi)的頻率響應(yīng),使示波器和探頭測(cè)試系統(tǒng)在全部帶寬內(nèi),不同頻點(diǎn)具有一致的幅度和頻率響應(yīng)。DC校準(zhǔn)不能修正頻率響應(yīng)。探頭AC校準(zhǔn)方法,是使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試有源探頭放大器的S參數(shù),通過(guò)測(cè)試每個(gè)頻點(diǎn)的損耗,修正探頭頻率響應(yīng)。示波器廠商在出廠時(shí)會(huì)測(cè)試每只探頭放大器的S參數(shù)并存儲(chǔ)在探頭內(nèi)部的存儲(chǔ)器中,用戶(hù)使用探頭時(shí),示波器讀取探頭S參數(shù)做AC校準(zhǔn)。


3、用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)AC校準(zhǔn)

上述探頭AC校準(zhǔn)過(guò)程,使用廠商出廠提供的固定S參數(shù)做校準(zhǔn),無(wú)法充分考慮到探頭連接附件在不同實(shí)際情況下的損耗。實(shí)際上,用戶(hù)的使用環(huán)境差異很大,如不同的探頭連接前端長(zhǎng)度。對(duì)于幾十GHz帶寬示波器與探頭,根據(jù)用戶(hù)使用環(huán)境和測(cè)試附件進(jìn)行AC校準(zhǔn)非常必要。


使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試S參數(shù)的過(guò)程非常復(fù)雜,不適用于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境使用。目前Agilent基于磷化銦材料的示波器自身可以提供小于15ps上升沿的信號(hào)做為校準(zhǔn)源,由于快速的上升沿包含了足夠的高頻成份,所以以快沿信號(hào)做校準(zhǔn)源是合理和可行的。(傳統(tǒng)的高速示波器雖然也有快沿輸出,但其上升沿通常在幾十ps甚至更緩,所以主要用于時(shí)延校準(zhǔn),而不足以進(jìn)行精確的頻響校準(zhǔn)。)


如圖所示,示波器cal out輸出快沿信號(hào),由示波器的兩個(gè)通道測(cè)試校準(zhǔn)信號(hào)cal out在探頭輸入前端信號(hào)Vin和探頭測(cè)量輸出信號(hào)Vout,通過(guò)對(duì)Vout/Vin的修正校準(zhǔn)帶內(nèi)的頻率響應(yīng)。



用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)AC校準(zhǔn)后可以得到更平坦的頻響,提高高速電路實(shí)際測(cè)試條件下的測(cè)試準(zhǔn)確度。

關(guān)鍵詞:示波器 探頭 校準(zhǔn)    瀏覽量:13083

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