測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)千萬(wàn)別用鱷魚(yú)地線(xiàn)

2017年05月22日 11:07

　　對(duì)于高頻信號(hào)測(cè)量時(shí)，探頭的鱷魚(yú)接地線(xiàn)是萬(wàn)惡之源，無(wú)論多好的儀器都無(wú)法發(fā)揮價(jià)值，這是為什么呢？

1、高頻晶振實(shí)測(cè)對(duì)比

　　我們先來(lái)感受一下，探頭地線(xiàn)長(zhǎng)與短其測(cè)量結(jié)果有何不同。

　　以晶振信號(hào)測(cè)量為例，如圖1所示為常規(guī)的鱷魚(yú)線(xiàn)接地測(cè)量方法，可看到信號(hào)過(guò)沖嚴(yán)重伴隨振蕩，和想像中的方波不一樣。而圖2所示的短地線(xiàn)彈簧接地測(cè)量方法，波形端正不少，顯然工程師的方法沒(méi)錯(cuò)。

圖1 常規(guī)(鱷魚(yú)線(xiàn))測(cè)量方法(錯(cuò)誤)

圖2 短地(彈簧地)測(cè)量方法(正確)

　　2、核心區(qū)別：電感

　　種種跡象表明兇手就是“地線(xiàn)”那證據(jù)在哪呢?

　　且看圖解，如圖3所示為示波器使用探頭進(jìn)行信號(hào)測(cè)量理論上的等效模型。探頭與示波器組成具有一定輸入電阻和輸入電容的測(cè)試設(shè)備；被測(cè)量信號(hào)等效為具有一定內(nèi)阻與工作負(fù)載的源。

圖3 理論測(cè)量等效模型

　　由于地線(xiàn)是一根導(dǎo)線(xiàn)，因此它有一定數(shù)量的分布式電感，線(xiàn)越長(zhǎng)電感則越大。常規(guī)的測(cè)量方法就會(huì)由鱷魚(yú)線(xiàn)引入分布式感，此時(shí)它的等效模型如圖4所示的LG電感，這一電感將與探頭電容相互影響，在LG和CP值確定的某個(gè)頻點(diǎn)上形成諧振，導(dǎo)致減幅振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生。

圖4 長(zhǎng)地線(xiàn)(鱷魚(yú)線(xiàn))測(cè)量等效模型

　　諧振點(diǎn)在頻域及時(shí)域的影響如表1中所列圖示。其中短地線(xiàn)(彈簧地)測(cè)量用圖3所示模型分析；長(zhǎng)地線(xiàn)(鱷魚(yú)線(xiàn))測(cè)量用圖4所示模型分析。

　　可以發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)地線(xiàn)測(cè)量對(duì)應(yīng)的時(shí)域響應(yīng)，其特征和我們前面常規(guī)(鱷魚(yú)線(xiàn))測(cè)量的波形相似，也驗(yàn)證了理論分析的正確性。

　　探頭地線(xiàn)在電路中增加了分布電感；地線(xiàn)越長(zhǎng)，電感越大，與探頭的電容形成諧振頻點(diǎn)，會(huì)在快沿脈沖上產(chǎn)生明顯過(guò)沖減幅振蕩。因此測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)，探頭接地線(xiàn)越短越好。

　　總結(jié)

　　高頻信號(hào)測(cè)量時(shí)不能只盯著儀器，一定要留意地線(xiàn)，越短越好，寧可自己焊一段短的導(dǎo)線(xiàn)，您也千萬(wàn)別用鱷魚(yú)地。

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