探討信號之旅：示波器探棒与测量原理

"信號之旅白皮書.pdf-综合文档" 在深入探讨示波器的工作原理之前，首先要明白信号从待测设备（DUT）到显示屏幕的整个过程。这一过程可以分为五个主要阶段： 1. 从待测物到示波器前端：在这个阶段，信号通过探棒与DUT接触。10:1被动式探棒通常配备9MΩ的探针电阻和示波器的1MΩ输入阻抗串联，形成10MΩ的总输入阻抗。这降低了探棒对DUT的影响，保持了高输入阻抗，防止对设备特性产生负载效应。 2. 模拟输入信号调节模块：进入示波器内部后，信号首先经过衰减器模块，根据V/div（电压每div）和偏移设置进行调整。如果信号幅值较大，会先进行衰减；如果信号较小，则直接传递。此外，内部DC偏移补偿机制允许将带有直流偏置的信号调整至屏幕中心的0V位置，以便于观察。 3. 模拟-数字转换和触发系统：经过初步调节的模拟信号接着被送入ADC（模拟-数字转换器），转换成数字信号。同时，触发系统确定何时开始捕获数据，确保捕获的是所需事件的确切时刻。 4. 时基和捕获内存：数字信号随后与时间基准同步，决定波形在屏幕上显示的速度。捕获内存存储这些数字信号，用于后续处理和显示。时基设置决定了波形在屏幕上每一水平div的持续时间，而内存深度则决定了能捕获的信号细节数量。 5. 显示数字信号处理（DSP）：最后，DSP模块对数字信号进行进一步处理，如滤波、平均、解码等，然后将结果显示在显示器上，提供清晰的波形图像。 了解这些基础知识对于选择合适的探棒和示波器至关重要。例如，10:1探棒适合测量较高幅度的信号，而不会对DUT产生过大的负载影响。正确理解信号路径中的每一个环节有助于优化测量结果，确保获得准确、可靠的测量数据。 在实际操作中，应考虑探棒的长度、带宽限制以及探头自身的电容效应，因为它们都会影响测量的精度。例如，较长的探棒电缆会增加信号的传播延迟，并可能导致信号失真。同时，探头的电容与DUT并联，可能改变系统的电气特性，尤其是对于高频信号。 信号之旅是一个复杂的过程，涉及多个物理和电子层面的转换。深入理解这个过程可以帮助工程师做出最佳的测量决策，从而有效地解决各种电子设计和故障排查问题。如需更多详细信息或技术支持，可访问Keysight官方网站。