最近收到一個(gè)客戶的問題，說用探頭測(cè)量一個(gè)晶振出來的 25MHz 的時(shí)鐘信號(hào)，分別用三種探頭測(cè)量，測(cè)試出來的幅度值有明顯差異，使用無源探頭 N2873A 和 1131A 測(cè)試的幅度基本一致，大概是 3.3V，但用 1169A 測(cè)試的結(jié)果偏小，幅度在 2.8V 左右，“為什么 1169A 探頭上標(biāo)注的最大電壓 30V 卻測(cè)不出來 3.3V 的信號(hào)呢” “為什么 1169A 測(cè)試出來的幅度不準(zhǔn)呢?”

從客戶發(fā)過來的波形來看，客戶測(cè)量的是一個(gè)幅度為 3.3V 單端信號(hào)，三種探頭無源單端探頭測(cè)試這個(gè)信號(hào)完全沒有問題，實(shí)際上 1131A 的動(dòng)態(tài)范圍是 5V，1169A 動(dòng)態(tài)范圍 是 3.3V，探頭主體上標(biāo)注的 30V 是探頭最大能承受的損壞電壓而不是準(zhǔn)確測(cè)量范圍，這 第二個(gè)問題的答案，那么對(duì)于幅度測(cè)“不準(zhǔn)”呢?

先來看一下 1130A探頭 和 1169A 的指標(biāo)：

示波器探頭-為測(cè)量差分和單端信號(hào)提供大共模范圍和寬偏置范圍

我們來理解一下這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍是什么意思，這實(shí)際上指的是探頭的有效輸入電壓范圍，探頭放大器的動(dòng)態(tài)范圍受限于放大器的線性范圍，如果在放大器電路輸入電壓的操作 點(diǎn)已經(jīng)超過其線性區(qū)域，放大器將出現(xiàn)增益壓縮或飽和等問題，反映在測(cè)量波形上來說就 是波形被削波了，測(cè)量的幅度偏小了。

通常來說差分探頭是用來測(cè)試差分信號(hào)，可以提供 一個(gè)非常好的共模抑制比，但帶寬越寬通常動(dòng)態(tài)范圍就越小，比如 1168A 的 10G 的探頭放大器的動(dòng)態(tài)范圍 3.3Vpp 要小于 1131A 的 5Vpp。用戶的這個(gè)問題是一個(gè)很好的測(cè)試案例，可以幫助我們理解這個(gè)問題的原因，以及 觸發(fā)我們探尋正確的測(cè)量方法。

對(duì)于 1168A 來說，我們注意它的動(dòng)態(tài)范圍是 3.3V，那為什么不能直接正確測(cè)量這個(gè) 3.3V 的信號(hào)呢?

實(shí)際上差分探頭的動(dòng)態(tài)范圍指的是差分的動(dòng)態(tài)范圍，如果以無直流差分 信號(hào)，也就是差分的共模點(diǎn)(對(duì)稱點(diǎn))為 0 來說，“+”端和“-”端能夠準(zhǔn)確測(cè)量的范圍到 +1.65V 和-1.65V(實(shí)際上 1168A 的可測(cè)量范圍要大于此值)，但某些差分信號(hào)除了差分特性外也有共模電平，比如 TMDS 結(jié)構(gòu)，在末端通過 3.3V 上拉，探頭的共模電壓(<100Hz)達(dá)到 6.75V。但對(duì)于 0 ~ 3.3Vpp 的單端方波信號(hào)，探頭設(shè)置為差分模式，探頭“+”端接在信號(hào) 端，探頭“-”端接地，差分探頭并不能有效抑制正端的偏置，而幅度已經(jīng)超過了放大器 線性工作的范圍，會(huì)出現(xiàn)失真或者說幅度壓縮。

公司目前致力于示波器測(cè)試附件配件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，涵蓋產(chǎn)品包含電流探頭、差分探頭、高壓探頭、無源探頭、電源紋波探頭、柔性電流探頭、近場(chǎng)探頭、邏輯探頭、功率探頭和光探頭，電流互感器，射頻測(cè)試線纜，探頭附件等。

審核編輯 黃宇