示波记录仪选择和连接探头时的注意事项有哪些

对于工业环境中的许多电气测量项目，高阻抗DMM或记录仪是合适的工具。这些测试仪器的输入阻抗相对较高（》1MΩ），因此连接后不会成为在测电路的负载。这些测试工具通常不会影响电路的运行或电路的测量。

另一方面，当今的测试工程师可能无法避免在高阻抗测试点或反馈控制电路内的测试点上进行测量。在这些环境下测量可能对测量结果和DUT的正常运行有不利影响 – 除非采取正确的预防措施。

横河示波记录仪初用须知

除了测量低电平（例如低于10mV）、低频率（《 1MHz）信号以外，都应考虑使用10:1无源探头。即使进行低频率、低电平测量，您可能也需要10:1探头提供的性能。

这是什么原因？ Yokogawa专家解释因为1:1探头产生的负载效应高于10:1探头。虽然1:1探头不会对多数测试点施加负载，但可能对高阻抗测试点施加负载。实际上，在500kΩ的测试点上，由于存在电阻性负载，1:1的探头设计可能产生将近35%的误差！ 但是，在同一测试点上，负载效应只会让10:1的探头产生5%的误差。这是负载效应引起的测量误差。测量误差本身足以成为问题，而且当探头连接到DUT时，DUT也可能受到某种方式的影响。也就是说，探头的负载效应可能带来副作用。如果测试点是反馈回路或闭环回路的一部分，测量时也要格外注意。反馈电路通常具有高阻抗节点。使用不合适的探头探测这些类型的电路或系统可能严重影响反馈电路的相位裕度，导致状态变化、不稳定和/或振荡，甚至故障停机。此效应通常在探测高阻抗节点或测试点时较为显著，使用高阻抗探头（如10:1探头甚至FET探头）或采取其它预防措施可最大限度降低此效应。

除了明显的电阻性负载之外，还有其它因素，例如电容性负载和电感性负载。

电容性负载

对于任何无源探头设计，频率越高，探头输入电容产生的负载效应越大 – 这无法避免。除了这种负载效应及其带来的测量误差之外，在DUT的反馈回路或控制线路上增加电容相当于在设计中加入了一个低通滤波器 – 会产生非预期后果。

可以这样想象：使用1:1的探头相当于在DUT上加了一个100pF的电容，而使用10:1的探头更接近于在DUT或测试点上加了一个10pF的电容 - 1:1探头比10:1探头更可能对反馈电路产生影响。同样，使用错误的探头探测反馈通路可能严重影响反馈电路的相位裕度，导致状态变化、不稳定和/或振荡。

电感性负载（振铃）

使用无源探头进行探测相当于在测试点和接地之间加上一个串联谐振L-C电路。什么！？ 此串联谐振L-C电路由探头的输入电容和接地线组合而成，谐振频率将超过100MHz，如果仅仅缩短接地线，甚至会高达400MHz。如果保持在此频率之下，使用我们一直在推荐的10:1探头即可。

测试点的上升时间加快时，谐振频率将成为问题，串联L-C电路可能“振铃”，显著增加测量结果的误差并改变反馈电路的相位裕度。请记住 – 使用10:1探头可能也还不够 – 对于100MHz以上的频率，您需要考虑其它探头，如有源双极探头或

FET探头（不在本文讨论范围内）。而且，检查大电路板时，我们往往想要延长探针引线，这样做会导致输入信号阶跃变化时发生振铃 – 因此，如果波形完整性不容忽视，尤其是上升时间较快时，不要采取这种做法。

接地、隔离和DUT

通过使用隔离模块，SL1400提供浮动测量功能。使用隔离模块时，测试点的接地节点相互隔离并与公共接地隔离。这在同时探测多个不同测试点时至关重要。这是什么原因？ 因为测量点之间的隔离与测试点自身的隔离同样重要。隔离是良好的工程习惯。示波记录仪的隔离输入模块保留了DUT中已有的接地系统。

您不会愿意让系统中的接地点与一堆测试线扎在一起 – 所以不要在连接示波记录仪时无意间造成这种局面 – 必要时使用隔离模块并避免将每个DUT测试点连接到一个公共点。否则可能引发DUT自身的许多潜在问题，而且放弃了示波记录仪可以隔离的优点。

因此，若要充分利用示波记录仪的隔离功能，使用最佳探头并且绝不要把所有接地线扎在一起。

遵守以下规定

下表汇合了选择和连接每个探头时需要注意的事项：

不要简单地将所有接地线扎在一起然后将一条接地线连接到DUT。这样做会破坏。

SL1400隔离模块提供的隔离功能。使用在物理上靠近测试点的接地点。每个测试点一个接地。

不要以任何方式延长接地线或探头引线。避免这种做法。如果您发现信号上升时间

较快时发生振铃，则几乎可以肯定是接地线过长。务必对每个探头使用接地或参考触点并确保距离尽可能短。

在仪器上使用制造商建议的探头并为其装配附件。

避免负载效应及其对DUT的影响：探测高阻抗或反馈电路时，避免使用1:1探头。1:1探头往往也可以使用，但10:1探头可能是更好的选择。

避免敏感电路发生骤变：连接到测试点时，避免切换探头的衰减开关（1X、10X）。此外，如果必须使用1:1探头，连接到敏感的测试

点或DUT时，避免切换测试仪器的量程。

不仅如此，您还要保护在测试设备上的投资。在测试点相互之间以及测试点与示波记录仪输入之间的隔离方面 - 10:1探头不仅负载效应较小 – 而且在自身和测试点之间提供9M欧姆的隔离。这有双重作用：防止意外的过电压输入损坏仪器，同时为测试点提供附加的9 MΩ隔离（相比1:1探头设计）。

使用方便、高性能的附件

底线：在进行关键性探测时，充分利用10:1探头可以隔离的优点。不过，您是否发现无源探头不便于使用？ 也许您更喜欢用香蕉插头和夹子来连接测试点。

对于SL1400，可以使用安全、便捷、高性能的10:1 Yokogawa 700929，以保护敏感的测试点。此探头几乎可适应任何类型的测试点或接头，包括安全接头。

为了在连接仪器方面保留选择余地，务必充分利用附件。SL1400可搭配丰富的适配器和电缆，几乎可满足任何需求。

总结

多花时间了解探头及其对测量、系统或DUT的影响。根据经验，请使用您拥有的最好探头，用Yokogawa探头和附件来配合SL1400最为理想。将

最好的探测工具放在便于拿取的地方并摆放整齐，这样您就不会为了贪图方便而使用不恰当的工具进行测量，将所有探头信息纳入您的测试规程，不留任何漏洞。

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