2021年06月28日 | 示波器差分探头延时的测量

2021-06-28 来源：eefocus

在用示波器进行测量时，选择正确的差分探头可以提高和改善测试的精准度。在选择差分探头的时候，应确保其具有充足的带宽进行应用测量，至少其带宽值不应该小于示波器的带宽值。其次，应确保其最大差分电压大于需要的测量范围以及共模抑制比满足测试的要求。

此外，差分探头采用合适的线长也十分重要，如果导线过长一来可能会使得电容加大，二来就会使传播延迟加大。通常情况下，探头的传播延迟大部分都是因为线长带来的。如果用不同的探头（比如电压探头和电流探头进行功率测量）对同一个测试点进行同步测量，传播延时对于绝大多数信号的测量都没有影响，但是对于一些高速信号的测量结果也许会因此产生偏差。再譬如要测量2个不同信号之间的相位（时间差）时，也应该采用传播延时相同的探头来进行测量。

今天我们就来教大家如何测量一下差分探头的传播延迟。

首先，我们用信号发生器生成一个信号，其频率为1KHz，幅值为20V峰峰值。接着给示波器的通道二接上一根BNC多转的线，然后将信号发生器生成的信号输入到示波器的通道二。最后，给示波器的通道一接上差分探头，并接上通道二转出的信，即也同样接入信号发生器的波形。

这样一来，通道一就是通过差分探头输入了信号发生器的信号，而通道二就是直接接入信号发生器的信号。

然后我们调节示波器的垂直挡位和时基，使得通道一和通道二的波形处于合适的显示位置。接着我们打开光标，将光标分别移动到各自通道信号与其零点线的交汇处，这样就可以保证光标在通道一、通道二的交汇点是各自相同的位置点。那么这个时候，光标的差值即为该差分探头的传播延时。如下图可以看到，黄色的通道一（差分探头）要落后于蓝色的通道二（直连信号源），因为差分探头通道一相对于通道二直连信号源具有一定延时。

用这样的方法，就可以大致测出差分探头的传播延时了。我们以同样的方法分别对麦科信高压差分探头DP5013、DP10007、DP10013、DP20003进行测试（四个高压差分探头都是输入线长度约45cm，输出线长度约90cm）。

DP5013的传播延迟约为11.1ns

DP10007的传播延迟约为12.8ns

DP10013的传播延迟约为11.1ns

DP20003的传播延迟约为10.9ns

示波器。差分探头。延时

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1. 基本二阶段低通滤波器电路的结构是怎样的？

回答：基本二阶段低通滤波器电路通常由两个一阶低通滤波器级联而成，每个一阶低通滤波器包含一个电阻和一个电容。具体来说，电路由两个电阻（R1, R2）和两个电容（C1, C2）组成。输入信号首先经过R1和C1组成的一阶低通滤波器，然后其输出再经过R2和C2组成的第二个一阶低通滤波器。这种结构可以有效滤除输入信号中的高频分量，只保留低频部分。

2. 如何计算二阶段低通滤波器的截止频率？

回答：二阶段低通滤波器的截止频率并非简单地将两个一阶滤波器的截止频率相加或平均。实际上，其截止频率与两个电阻和两个电容的值都有关。对于RC滤波器，单个一阶低通滤波器的截止频率为f_c1 = 1/(2πR1C1)和f_c2 = 1/(2πR2C2)。然而，对于二阶RC低通滤波器，其总截止频率通常使用以下公式计算：

f_c = \frac{1}{2\pi\sqrt{R_1R_2C_1C_2}} \] 这个公式考虑了两个滤波阶段的相互作用。 ### 3. 二阶段低通滤波器相比一阶滤波器有哪些优势？ **回答**：二阶段低通滤波器相比一阶滤波器在滤波效果上有显著优势。具体来说，二阶段滤波器在通带内的增益更为平坦，而在阻带内的衰减速度更快（通常为-40dB/dec，比一阶滤波器的-20dB/dec快）。这意味着二阶段滤波器能更好地滤除高频噪声，保留低频信号，从而改善信号的纯度和信噪比。 ### 4. Sallen-Key结构和多路反馈结构(MFB)有什么区别？ **回答**：Sallen-Key结构和多路反馈结构(MFB)是二阶低通滤波器的两种常见拓扑结构。Sallen-Key结构通常用于单位增益、高增益精度和低Q值的应用中，其电路结构相对简单，且对运算放大器的性能依赖性较小。而多路反馈结构(MFB)则适用于需要高Q值和高增益的应用场景。MFB结构通过引入额外的反馈路径来实现更高的Q值和更灵活的增益控制，但相应地，其电路复杂度也更高。 ### 5. 在实际应用中，如何选择合适的二阶段低通滤波器参数？ **回答**：在选择二阶段低通滤波器的参数时，需要根据具体的应用需求来确定。首先，需要明确滤波器的截止频率，这取决于需要滤除的高频噪声的频率范围。其次，需要考虑滤波器的增益和相位特性，以确保信号在通过滤波器后能够保持所需的幅度和相位关系。最后，还需要考虑滤波器的稳定性和实现复杂度，以确保滤波器在实际应用中能够稳定可靠地工作。 在实际设计过程中，可能需要通过仿真软件来验证所选参数的效果，并根据仿真结果进行调整和优化。此外，还需要注意选择高质量的元件来构建滤波器电路，以确保滤波器的性能和稳定性。

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