熟練使用示波器的工程師知道，在日常測(cè)試中，校準(zhǔn)示波器和電流探頭是一項(xiàng)簡(jiǎn)單但必不可少的任務(wù)。 那么我們?nèi)绾涡Ｕ静ㄆ魈筋^呢?
探頭是示波器測(cè)量系統(tǒng)的一部分，很多高帶寬的探頭都必須是有源探頭，有源探頭內(nèi)部的有源放大器的增益和偏置隨著溫度或者時(shí)間老化可能會(huì)有漂移，為了補(bǔ)償這種漂移，就需要定期對(duì)探頭進(jìn)行校準(zhǔn)。
探頭的選擇和使用需要考慮如下兩個(gè)方面：
其一：因?yàn)樘筋^有負(fù)載效應(yīng)，探頭會(huì)直接影響被測(cè)信號(hào)和被測(cè)電路;
探頭的負(fù)載效應(yīng)包括下面3部分：
1. 阻性負(fù)載效應(yīng);
2. 容性負(fù)載效應(yīng);
3. 感性負(fù)載效應(yīng)。
其二：探頭是整個(gè)示波器測(cè)量系統(tǒng)的一部分，會(huì)直接影響儀器的信號(hào)保真度和測(cè)試結(jié)果。
如何校正示波器探頭?
(1)DC增益與偏置校準(zhǔn)
DC校準(zhǔn)是示波器最常用的校準(zhǔn)方式，比較校準(zhǔn)信號(hào)輸出(標(biāo)準(zhǔn)的直流電壓)與示波器實(shí)際測(cè)試到的校準(zhǔn)信號(hào)電壓，用于修正探頭測(cè)試直流電壓的增益以及偏置的偏差。DC校準(zhǔn)過(guò)程是確定線(xiàn)性方程y=mx+b系數(shù)m，b的值。探頭的DC校準(zhǔn)至少需要1年進(jìn)行1次，更頻繁時(shí)會(huì)幾個(gè)月甚至每天進(jìn)行一次。
(2)AC校準(zhǔn)
測(cè)試高速信號(hào)的高性能示波器，由于帶寬非常寬，很難保證帶內(nèi)幅頻和相頻響應(yīng)絕對(duì)平坦。為了提高測(cè)量精度，就需要校準(zhǔn)帶內(nèi)的頻率響應(yīng)，使示波器和探頭測(cè)試系統(tǒng)在全部帶寬內(nèi)，不同頻點(diǎn)具有一致的幅度和頻率響應(yīng)。
DC校準(zhǔn)不能修正頻率響應(yīng)。探頭AC校準(zhǔn)方法，是使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試有源探頭放大器的S參數(shù)，通常測(cè)試每個(gè)頻點(diǎn)的損耗，修正探頭頻率響應(yīng)。
示波器廠商在出廠時(shí)會(huì)測(cè)試每只探頭放大器的S參數(shù)并存儲(chǔ)在探頭內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，用戶(hù)使用探頭時(shí)，示波器讀取探頭S參數(shù)做AC校準(zhǔn)。
(3)用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)AC校準(zhǔn)
上述探頭AC校準(zhǔn)過(guò)程，使用廠商出廠提供的固定S參數(shù)做校準(zhǔn)，無(wú)法充分考慮到探頭連接附件在不同實(shí)際情況下的損耗。實(shí)際上，用戶(hù)的使用環(huán)境差異很大，如不同的探頭連接前端長(zhǎng)度。對(duì)于幾十GHz帶寬示波器與探頭，根據(jù)用戶(hù)使用環(huán)境和測(cè)試附件進(jìn)行AC校準(zhǔn)非常必要。
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