對(duì)于高頻信號(hào)測(cè)量時(shí),探頭的鱷魚接地線是萬惡之源,,無論多好的儀器都無法發(fā)揮價(jià)值,,這是為什么呢,?
1,、高頻晶振實(shí)測(cè)對(duì)比
我們先來感受一下,探頭地線長(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)的鱷魚線接地測(cè)量方法,可看到信號(hào)過沖嚴(yán)重伴隨振蕩,,和想像中的方波不一樣,。而圖2所示的短地線彈簧接地測(cè)量方法,波形端正不少,,顯然資深工程師的方法沒錯(cuò),。
圖1 常規(guī)(鱷魚線)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”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
由于地線是一根導(dǎo)線,,因此它有一定數(shù)量的分布式電感,線越長(zhǎng)電感則越大,。常規(guī)的測(cè)量方法就會(huì)由鱷魚線引入分布式感,,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(鱷魚線)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(彈簧地)測(cè)量用圖3所示模型分析,;長(zhǎng)地線(鱷魚線)測(cè)量用圖4所示模型分析。
可以發(fā)現(xiàn),,長(zhǎng)地線測(cè)量對(duì)應(yīng)的時(shí)域響應(yīng),,其特征和我們前面常規(guī)(鱷魚線)測(cè)量的波形相似,也驗(yàn)證了理論分析的正確性,。
探頭地線在電路中增加了分布電感,;地線越長(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)生明顯過沖減幅振蕩。因此測(cè)量高頻信號(hào)時(shí),,探頭接地線越短越好,。
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,,越短越好,,寧可自己焊一段短的導(dǎo)線,,您也千萬別用鱷魚地。