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電源噪聲測(cè)量中的陷阱之10X衰減探頭的影響-云帆興燁

發(fā)表日期:2019/09/27 瀏覽次數(shù):

正如上一篇文章所展示的那樣,EMI/ RFI可能會(huì)對(duì)電源噪聲測(cè)量造成嚴(yán)重破壞,在相同的情況下,我們也應(yīng)始終注意示波器探頭的某些特性;10X衰減探頭,通常新示波器都標(biāo)配這種探頭,當(dāng)使用10X衰減探頭而不是帶微夾鉗前端的BNC探頭時(shí),我們會(huì)得到什么樣的測(cè)量結(jié)果?

1是這些測(cè)量的示例,我們使用力科HDO8108A示波器進(jìn)行這些測(cè)量,10X衰減探頭是力科的PP023 500MHz無(wú)源探頭。HDO8108A足夠智能,可以自動(dòng)檢測(cè)10X探頭何時(shí)連接到其中一個(gè)模擬輸入通道,其顯示的是探頭前端的電壓。兩個(gè)波形都使用相同的20mV / div刻度。

1 使用10X衰減探頭(上部)和BNC探頭(底部)捕獲的信號(hào)波形顯示不同的噪聲水平

如圖1所示,兩個(gè)波形中的噪聲拾取量相當(dāng),在前端打開的情況下,探頭對(duì)電場(chǎng)更敏感, 10X探頭測(cè)量到72 mV pk-pk11 mV RMS,而同軸探頭測(cè)量到36 mV pk-pk4.2 mV RMS

2是相同的測(cè)量,但前端短接在一起時(shí)的狀況,在這種情況下,探頭對(duì)磁場(chǎng)更敏感,然而,兩條波形的噪聲分量還是相當(dāng),這次,10X探頭測(cè)得33 mV pk-pk1.6 mV RMS; 同軸電纜探頭測(cè)得24 mV pk-pk1.2 mV RMS。

正如上一篇文章中對(duì)RF干擾的分析一樣,我們了解了這些測(cè)量中的噪聲源(人造RF,可能是附近設(shè)備中有缺陷的時(shí)鐘)解決RF干擾問題的方法是從DUT到示波器外殼的正確屏蔽。

3顯示了應(yīng)用適當(dāng)屏蔽并在探頭尖端短路的情況下進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果,正如所預(yù)想的那樣,就像在RF干擾實(shí)驗(yàn)中一樣,BNC探頭的信號(hào)幾乎沒有噪聲。

然而,10X探頭就完全不一樣了,請(qǐng)注意,這些波形以相同的10 mV / div刻度顯示,但10X探頭的噪聲是BNC探頭噪聲的10倍,原因是兩個(gè)探頭在示波器的放大器中看到相同的噪聲,但它在10X探頭前端反射了10倍。

這些例子表明,如果你使用任何類型的10X衰減探頭,并且正在探測(cè)示波器底噪或其附近的低電平信號(hào),那么已經(jīng)有效地放棄了10倍的信號(hào),引入相同數(shù)量的噪聲,可以預(yù)期信噪比(SNR)會(huì)降低20 dB

這個(gè)測(cè)試示例再次證明,使用任何類型的10X衰減探頭,SNR將降低20 dB。在某些情況下,使用10X探頭可以很好的完成測(cè)試。但不適用于低電平信號(hào),也不適用于示波器噪聲基底附近的任何小信號(hào)的測(cè)試。


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