无源探头X1负载效应


探头负载效应:探头测电路中的其中两点的波形时,在两个测试点之间接入了一个负载,而这个负载的大小,会直接影响电路的状态,造成测量结果的不正确性。


而无源探头X1,是没有输入电阻,而是将其自身的电容(包括电缆的电容)直接接入电路中,因此改探头负载效应主要由容性负载主导。我们可以通过容抗公式Xc = 1/(2πfC)推论出来:


以一个输入电容为50pF的典型X1探头为例:


一、在10MHz频率下,其容抗Xc约为318Ω


测量一个10MHz的信号时,探头相当于在被测电路上并联了一个仅318Ω的阻抗。对于大多数输出阻抗较高(如数千欧姆)的电路来说,这是一个极低的负载,会严重改变电路原本的工作状态,导致信号幅度大幅衰减、波形失真,甚至使电路无法正常工作。


二、在20MHz频率下,其容抗Xc约为159Ω


说明同一个探头下,信号频率越高,容抗越低,对电路负载效应影响越大。


虽然无源探头X1负载效应严重,但还是有其对应的使用场景:


1、测量极小幅度的信号:X1档位对信号无衰减,灵敏度,适合测量几十毫伏甚至更小的信号,而这些信号用X10档位可能会因衰减而难以观察。


2、利用其低带宽特性:X1档位因输入电容大形成低通滤波器,当测量低频信号时,它可以有效滤除信号中混入的高频噪声,使波形显示更干净。


示波器无源探头


总结:无源探头的负载效应,尤其是容性负载,是高频测量中不可避免的误差源。因此要根据使用场景选择合适的档位进行测试。