發布日期：2022-07-14 點擊率：79
摘要：對于工業環境中的許多電氣測量項目，高阻抗DMM或記錄儀是合適的工具。這些測試儀器的輸入阻抗相對較高(>1MΩ)，因此連接后不會成為在測電路的負載。這些測試工具通常不會影響電路的運行或電路的測量。
另一方面，當今的測試工程師可能無法避免在高阻抗測試點或反饋控制電路內的測試點上進行測量。在這些環境下測量可能對測量結果和DUT的正常運行有不利影響 – 除非采取正確的預防措施。
橫河示波記錄儀初用須知
除了測量低電平(例如低于10mV)、低頻率(< 1MHz)信號以外，都應考慮使用10:1無源探頭。即使進行低頻率、低電平測量，您可能也需要10:1探頭提供的性能。
這是什么原因? Yokogawa專家解釋因為1:1探頭產生的負載效應高于10:1探頭。雖然1:1探頭不會對多數測試點施加負載，但可能對高阻抗測試點施加負載。實際上，在500kΩ的測試點上，由于存在電阻性負載，1:1的探頭設計可能產生將近35%的誤差! 但是，在同一測試點上，負載效應只會讓10:1的探頭產生5%的誤差。這是負載效應引起的測量誤差。測量誤差本身足以成為問題，而且當探頭連接到DUT時，DUT也可能受到某種方式的影響。也就是說，探頭的負載效應可能帶來副作用。如果測試點是反饋回路或閉環回路的一部分，測量時也要格外注意。反饋電路通常具有高阻抗節點。使用不合適的探頭探測這些類型的電路或系統可能嚴重影響反饋電路的相位裕度，導致狀態變化、不穩定和/或振蕩，甚至故障停機。此效應通常在探測高阻抗節點或測試點時較為顯著，使用高阻抗探頭(如10:1探頭甚至FET探頭)或采取其它預防措施可最大限度降低此效應。
除了明顯的電阻性負載之外，還有其它因素，例如電容性負載和電感性負載。
電容性負載
對于任何無源探頭設計，頻率越高，探頭輸入電容產生的負載效應越大 – 這無法避免。除了這種負載效應及其帶來的測量誤差之外，在DUT的反饋回路或控制線路上增加電容相當于在設計中加入了一個低通濾波器 – 會產生非預期后果。
可以這樣想象：使用1:1的探頭相當于在DUT上加了一個100pF的電容，而使用10:1的探頭更接近于在DUT或測試點上加了一個10pF的電容 - 1:1探頭比10:1探頭更可能對反饋電路產生影響。同樣，使用錯誤的探頭探測反饋通路可能嚴重影響反饋電路的相位裕度，導致狀態變化、不穩定和/或振蕩。
電感性負載(振鈴)
使用無源探頭進行探測相當于在測試點和接地之間加上一個串聯諧振L-C電路。什么!? 此串聯諧振L-C電路由探頭的輸入電容和接地線組合而成，諧振頻率將超過100MHz，如果僅僅縮短接地線，甚至會高達400MHz。如果保持在此頻率之下，使用我們一直在推薦的10:1探頭即可。
測試點的上升時間加快時，諧振頻率將成為問題，串聯L-C電路可能“振鈴”，顯著增加測量結果的誤差并改變反饋電路的相位裕度。請記住 – 使用10:1探頭可能也還不夠 – 對于100MHz以上的頻率，您需要考慮其它探頭，如有源雙極探頭或
FET探頭(不在本文討論范圍內)。而且，檢查大電路板時，我們往往想要延長探針引線，這樣做會導致輸入信號階躍變化時發生振鈴 – 因此，如果波形完整性不容忽視，尤其是上升時間較快時，不要采取這種做法。
接地、隔離和DUT
通過使用隔離模塊，SL1400提供浮動測量功能。使用隔離模塊時，測試點的接地節點相互隔離并與公共接地隔離。這在同時探測多個不同測試點時至關重要。這是什么原因? 因為測量點之間的隔離與測試點自身的隔離同樣重要。隔離是良好的工程習慣。示波記錄儀的隔離輸入模塊保留了DUT中已有的接地系統。
您不會愿意讓系統中的接地點與一堆測試線扎在一起 – 所以不要在連接示波記錄儀時無意間造成這種局面 – 必要時使用隔離模塊并避免將每個DUT測試點連接到一個公共點。否則可能引發DUT自身的許多潛在問題，而且放棄了示波記錄儀可以隔離的優點。
因此，若要充分利用示波記錄儀的隔離功能，使用最佳探頭并且絕不要把所有接地線扎在一起。
遵守以下規定
下表匯合了選擇和連接每個探頭時需要注意的事項：
不要簡單地將所有接地線扎在一起然后將一條接地線連接到DUT。這樣做會破壞
SL1400隔離模塊提供的隔離功能。使用在物理上靠近測試點的接地點。每個測試點一個接地。
不要以任何方式延長接地線或探頭引線。避免這種做法。如果您發現信號上升時間
較快時發生振鈴，則幾乎可以肯定是接地線過長。務必對每個探頭使用接地或參考觸點并確保距離盡可能短。
在儀器上使用制造商建議的探頭并為其裝配附件。
避免負載效應及其對DUT的影響：探測高阻抗或反饋電路時，避免使用1:1探頭。1:1探頭往往也可以使用，但10:1探頭可能是更好的選擇。
避免敏感電路發生驟變：連接到測試點時，避免切換探頭的衰減開關(1X、10X)。此外，如果必須使用1:1探頭，連接到敏感的測試
點或DUT時，避免切換測試儀器的量程。
不僅如此，您還要保護在測試設備上的投資。在測試點相互之間以及測試點與示波記錄儀輸入之間的隔離方面 - 10:1探頭不僅負載效應較小 – 而且在自身和測試點之間提供9M歐姆的隔離。這有雙重作用：防止意外的過電壓輸入損壞儀器，同時為測試點提供附加的9 MΩ隔離(相比1:1探頭設計)。
使用方便、高性能的附件
底線：在進行關鍵性探測時，充分利用10:1探頭可以隔離的優點。不過，您是否發現無源探頭不便于使用? 也許您更喜歡用香蕉插頭和夾子來連接測試點。
對于SL1400，可以使用安全、便捷、高性能的10:1 Yokogawa 700929，以保護敏感的測試點。此探頭幾乎可適應任何類型的測試點或接頭，包括安全接頭。
為了在連接儀器方面保留選擇余地，務必充分利用附件。SL1400可搭配豐富的適配器和電纜，幾乎可滿足任何需求。
總結
多花時間了解探頭及其對測量、系統或DUT的影響。根據經驗，請使用您擁有的最好探頭，用Yokogawa探頭和附件來配合SL1400最為理想。將
最好的探測工具放在便于拿取的地方并擺放整齊，這樣您就不會為了貪圖方便而使用不恰當的工具進行測量，將所有探頭信息納入您的測試規程，不留任何漏洞。
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