示波器输入阻抗之谜：1MΩ与50Ω的选择

"为什么示波器阻抗偏偏是1M和50欧？示波器的输入阻抗设计通常包括1MΩ和50Ω两种选择，这两种不同的阻抗设置各有其应用场景和理由。50Ω的设置在电信号传输领域扮演着重要的角色，尤其与传输线理论密切相关。 在电子工程中，当信号通过导线传输时，实际上是以电磁波的形式进行的。如果传输线的长度接近或大于电磁波的波长，信号在传输过程中可能会发生反射，导致信号失真，甚至引起电路不稳定。为了解决这个问题，工程师们设计了均匀传输线，如微带线和同轴线，它们具有恒定的特性阻抗，确保信号在传播时不发生反射。 特性阻抗（Z0）是传输线上的一个关键参数，它决定了信号在传输线末端如何被负载吸收，以避免反射。如果负载阻抗与传输线的特性阻抗相匹配，信号就能无损地传递到负载，否则将产生反射。终端匹配和源端匹配是两种常用的阻抗匹配方法，前者是在负载端并联一个电阻，后者是在信号源端串联一个电阻，目的都是使总阻抗与传输线的特性阻抗相等，消除反射。 50Ω作为特性阻抗的选择，源于其在许多应用中的优势平衡。50Ω在保证信号传输功率、减小传输损耗以及控制串扰等方面表现良好，同时，50Ω的同轴线制作成本相对较低，易于大规模生产。因此，50Ω成为了通信、射频和微波领域的标准阻抗，广泛应用于示波器、信号发生器、接收机等设备中。 对于1MΩ的输入阻抗，它通常适用于测量高阻抗信号源，比如传感器或者电路内部节点，这种情况下，1MΩ的高阻抗可以最小化对被测系统的加载效应，确保测量结果的准确性。而在需要与50Ω系统兼容或者需要进行阻抗匹配时，50Ω的输入阻抗则更为合适。 示波器提供1MΩ和50Ω两种输入阻抗选项，是为了适应不同类型的信号源和系统需求。工程师在使用示波器时，应根据实际情况选择合适的输入阻抗，以确保测量的准确性和系统的稳定性。理解并正确应用这些概念，对于进行有效的电子设计和故障排查至关重要。"