■ 连接容易、方便、
■ 绝对的信号保真度、
■ 零信号源负荷、
■ 能够全面抗击噪声、
连接容易、方便
前面提到,建立到测试点的物理连接是探测的关键要 求之一。在理想的探头中,还应能够容易、方便地进 行物理连接。
对微型电路,如高密度表面封装技术(SMT),通过微 型探头头部及为SMT 设备设计的各种探头尖端适配 器,可以提高连接的容易性和方便性。这种探测系统 如图1.3a 所示。但是,这些探头在工业电力电路等应 用中实际使用时太小了,在这些应用中,通常使用高 压线和大号线。在电力应用中,要求使用具有更高安 全余量、在物理上更大的探头。图1.3b 和1-3c 说明 了这种探头实例,其中图1.3b 是高压探头,图1.3c 是夹子式电流探头。
从这些物理连接实例中,可以明显看出,并没有一种 理想的探头规格或配置可以适用于所有应用。正因如 此,业内已经设计出各种探头规格和配置,以满足各 种应用的物理连接要求。
绝对的信号保真度
理想的探头应以绝对的信号保真度,把任何信号从探 头尖端传送到示波器输入上。换句话说,探头尖端上 发生的信号应逼真地复现在示波器输入上。
为实现绝对保真度,从探头尖端到示波器输入的探头 电路必须拥有零衰减、无穷大的带宽及在所有频率中 实现线性相位。这些理想要求在实践中不仅是不可能 实现的,也是不可行的。例如,在处理音频频率信号 时,没有人会需要带宽无穷大的探头或示波器。在 500 MHz 就能涵盖大多数高速数字、电视和其它典型 示波器应用时,也不需要无穷大的带宽。
但是,在给定工作带宽范围内,绝对信号保真度仍是 广大用户一直寻求的梦想。
零信号源负荷
测试点后面的电路可以视作一种信号源模型。连接到 测试点的任何外部设备,如探头,都会在测试点后面 信号源上表现为额外的负荷。
在从电路 ( 信号源) 吸收信号电流时,外部设备作为 负荷操作。这一负荷或吸收的信号电流会改变测试点 后面的电路,进而改变测试点上看到的信号。
理想的探头导致的信号源负荷为零。换句话说,它不 会从信号源吸收任何信号电流。这意味着为使吸收的 电流为零,探头必须具有无穷大的阻抗,从而在本质 上对测试点表示为开路。
在实践中,零信号源负荷的探头是不能实现的。这是 因为探头必须吸收少量的信号电流,以在示波器输入 上形成信号电压。结果,在使用探头时预计将产生一 定的信号源负荷。但是,我们的目标应一直是通过正 确选择探头,最大限度地降低负荷数量。
全面抗噪声能力
荧光灯和风扇马达是我们的周围环境中存在的众多电 子噪声源的两种来源。这些噪声源会在附近的电气电 缆和电路上引起噪声,进而导致在信号中增加噪声。 由于容易受到感应的噪声影响,一段简单的导线是示 波器探头的次优选择。
理想的示波器探头要能够全面抗击所有噪声源。结果, 与测试点上的信号出现的噪声相比,传送到示波器上 的信号不会产生更多的噪声。