1.为什么不能用导线直接把被测信号接到示波器上?
2.10:1高阻无源探头如何实现精准分压?
3.探头补偿的判定条件是什么?
4.使用10:1高阻探头相比直接接线有什么优势?
探头补偿的硬件原理
标准无源探头内部带有可调补偿电容,示波器输入端自带固定 1MΩ 电容;探头补偿的核心作用是匹配探头 RC 参数与示波器输入电容,抵消示波器输入电容带来的高频失真,让探头在全频段实现精准分压。
直接接线(无探头)的致命缺陷

1.低频时影响小
1kHz 低频下,90pF 电容容抗约1.8 MΩ,和 1MΩ 电阻并联,电容分流微弱,波形失真不明显。
2.高频严重衰减、波形畸变
100MHz 高频时,90pF 容抗仅约18 MΩ,电容近乎对地短路,高频边沿信号被大幅分流衰减;
线缆 + 示波器的大电容会形成低通滤波器,方波上升沿被拉缓,无法观测高速跳变信号,这就是不用探头直接接线的硬伤。
10:1 高阻无源探头补偿电路结构

探头前端分压网络
9MΩ + 示波器 1MΩ 构成10:1 电阻衰减器,直流分压固定 1/10,同时把整机输入阻抗提升到 10MΩ,大幅减轻对被测电路的电容负载。
可调补偿电容CCOMP
并联在示波器输入端口,是校准核心,对应探头上的微调螺丝,用来抵消线缆、示波器的总寄生电容。
电容CIN与可调补偿电容CCOMP用于对衰减电路做频率补偿,使整体电路成为全通网络。
理想补偿的判定条件:RIN与CIN的 RC 时间常数乘积,等于RO与电缆电容、CIN、CCOMP三者总电容之和的 RC 乘积。其中CCOMP是补偿调节元件。
探头输入端的电容主要由CIN决定,其容量约为电路中其余所有电容总和的十分之一;以本文示例参数计算,该电容值约 10 皮法(pF)。
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