示波器的解释

示波器可能是最有用、最常用的通用电子测试仪器。在知识丰富的测试工程师手中，示波器可以替代从数字万用表到频谱分析仪的任何东西，同时轻松地进行任何其他仪器无法进行的测量。将示波器与信号发生器耦合在一起，就可以在电路的频率带宽内测量任何电子电路的任何电子特性。

10X范围探头提供改进的测量性能和安全性。

虽然示波器具有所有这些测量的灵活性，但它提供的信息仅与信号到达其输入时的信息一样好。信号的质量取决于信号如何从被测单元(UUT)传递到范围输入。虽然可以简单地将电线的一端插入范围输入连接器，并将另一端夹到UUT上的测试点，但这种非正式的过程通常以失败告终。专业测试工程师使用测试探头，通常情况下，使用被动10X示波器探头比其他任何东西都多，因为它们被广泛认为是保护测量、测试设备和皮肤完整性的最佳选择。要理解其中的原因，了解这些探针的工作方式非常重要。

示波器是测量电压的机器。因此，它们具有高输入阻抗，以尽量减少被测电路的负载。典型的示波器输入阻抗约为1兆欧。这是一个很好的值，足够高，以减少大多数电路的负载，并足够低，以避免奇怪的放大器噪声效应。

10X瞄准镜探头利用这种高但不太高的瞄准镜输入阻抗来进一步降低UUT负载，同时保护瞄准镜免受过压影响。我们称之为“脱钩”。在测量圈中，解耦意味着减少UUT和仪器对彼此的影响。

瞄准镜探头将一个电阻阻抗与瞄准镜的输入串在一起。这设置了一个分压器，其中UUT信号落在探头和输入阻抗的和上，而示波器输入只看到其阻抗上的电压。为了达到10X比，增加的电阻必须是瞄准镜输入阻抗值的9倍。

这对于UUT的作用是将测量从测试点吸出的负载电流降低10倍。测量负载是造成测量误差最重要的因素之一。尤其重要的是，在测试点的有效阻抗往往知之甚少，因此计算加载效应是困难的。因此，将这种影响降低一个数量级通常是个好主意。

10X探头对示波器的影响是双重的:降低信号强度是负的，但通常不是很坏;而降低最大电压偏移是一个很大的积极。

降低信号强度并不是坏事，因为示波器，一般来说，特别是现代数字示波器，具有强大的可调增益电压放大器。除了最小的信号电平外，补偿信号电平的降低只是将放大器增益增加10倍的问题。这通常表示两个比例范围。事实上，当插入10X探头时，一些示波器会自动提高放大器增益。只有当所需范围接近示波器动态范围的底部时(当放大器增益接近其最大值时)，这种效果才变得重要。

降低最大电压偏移是一个很大的积极因素，因为它扩展了示波器的最大安全工作范围。大多数范围的最大安全电压额定值是几百伏。UUT的工作电压可以轻易达到它的几倍。

坦率地说，为那些更高的电压结合绝缘是昂贵的。简单地增加一个10倍的无源探针是一种廉价的保险，可以将安全输入电压(以保护示波器而不是操作员)提高到几千伏特。这是因为不小心炸坏一个价值50- 100美元的探测器要比炸坏一个价值数百或数千倍的瞄准镜要好得多。(当然，你还是得让你的手指远离高压电路。探测器保护不了你。)

有关更多详细信息(和更大的图表)，请参见:10X示波器探头如何工作?
也读:直流测量:电压vs.电流;

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