示波器將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、示波器信號(hào)特性的深度解析

1、幅度范圍的精準(zhǔn)評(píng)估

測(cè)量前需明確信號(hào)的幅度閾值，可通過(guò)查閱信號(hào)源技術(shù)文檔、預(yù)測(cè)量或行業(yè)經(jīng)驗(yàn)估算。例如音頻功率放大器的輸出信號(hào)通常在 2-50V 區(qū)間，而數(shù)字電路的時(shí)鐘信號(hào)多低于 5V。同時(shí)需關(guān)注信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍(最大 / 最小幅度差值)，動(dòng)態(tài)范圍寬的信號(hào)需匹配可覆蓋該區(qū)間的衰減比，確保波形在示波器屏幕中完整呈現(xiàn)。

2、頻率成分的專業(yè)分析

不同頻率信號(hào)在傳輸中受探頭寄生參數(shù)影響各異。高頻信號(hào)(>100MHz)易因探頭電容(典型值 10-50pF)和引線電感產(chǎn)生相位偏移與幅度衰減。建議選擇帶寬為信號(hào)最高頻率 3-5 倍的探頭，如測(cè)量 100MHz 信號(hào)時(shí)，應(yīng)選用帶寬≥300MHz 的探頭及對(duì)應(yīng)衰減比，避免高頻成分失真。

二、示波器性能的適配考量

1、輸入范圍的剛性約束

需嚴(yán)格遵循示波器的輸入電壓閾值(如常見(jiàn)型號(hào)為 ±5V 至 ±50V)。當(dāng)信號(hào)幅度超過(guò)示波器量程時(shí)(如 20V 信號(hào)接入 ±10V 輸入范圍的示波器)，必須采用 10:1 衰減比將信號(hào)降至 2V，確保測(cè)量系統(tǒng)安全。

2、分辨率與精度的平衡藝術(shù)

衰減比與測(cè)量精度呈負(fù)相關(guān)：10:1 衰減會(huì)使示波器垂直分辨率降低 10 倍(如 1mV/div 精度降至 10mV/div)。在精密測(cè)量場(chǎng)景(如 ADC 采樣信號(hào))中，應(yīng)優(yōu)先選用 1:1 衰減比，但需通過(guò)示波器過(guò)載保護(hù)功能(如峰值檢測(cè))防止信號(hào)削波。

三、示波器測(cè)量中的浮動(dòng)與差分電壓挑戰(zhàn)及解決方案

在設(shè)計(jì)時(shí)，多數(shù)工程師期望測(cè)量點(diǎn)之一能穩(wěn)定接地，所以示波器探頭參考引線會(huì)依次連接 BNC 輸入外殼、機(jī)箱，最終通過(guò)電源引線實(shí)現(xiàn)接地。

但這種常規(guī)設(shè)計(jì)卻給使用者帶來(lái)難題。實(shí)際應(yīng)用中，許多電壓測(cè)量的參考點(diǎn)并非接地，像 “浮動(dòng)電壓” 指不以地為直接參考的電壓，“差分電壓” 則是在兩個(gè)非接地的點(diǎn)之間進(jìn)行測(cè)量的電壓。此外，信號(hào)常以差分傳輸，即兩條線路傳輸相反信號(hào)，這種方式有助于接收器有效抑制共模噪聲，例如 CAN 總線的差分信號(hào)就是 CAN 高電平和 CAN 低電平的差值。開(kāi)關(guān)模式電源、三相電源、電流感應(yīng)電阻器以及生物信號(hào)等場(chǎng)景，都可能涉及浮動(dòng)或差分信號(hào)。若在這類測(cè)量中錯(cuò)誤接入接地引線，輕則造成信號(hào)失真，重則損壞被測(cè)器件。

解決浮動(dòng)測(cè)量問(wèn)題，直接拔掉電源插頭接地線的做法不可取，因?yàn)檫@會(huì)使機(jī)箱和 BNC 輸入失去接地保護(hù)，增加觸電風(fēng)險(xiǎn)。較為安全且常用的方法是偽差分測(cè)量，通過(guò)兩個(gè)探頭分別測(cè)量?jī)牲c(diǎn)，反轉(zhuǎn)其中一個(gè)通道信號(hào)，再利用數(shù)學(xué)運(yùn)算相減，從而獲取差分信號(hào)，保障測(cè)量安全。不過(guò)，此方法存在局限性，需占用兩個(gè)通道和一個(gè)數(shù)學(xué)通道生成一條跡線，而且探頭間的不平衡易導(dǎo)致通道偏斜，降低共模抑制比。

對(duì)于追求高精度和高安全性的測(cè)量場(chǎng)景，有源差分電壓探頭是更優(yōu)選擇。它具備真差分測(cè)量功能、高 CMRR，每次測(cè)量?jī)H需一個(gè)示波器通道，能有效解決浮動(dòng)和差分電壓的測(cè)量難題，顯著提升測(cè)量的準(zhǔn)確性與安全性。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)示波器的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。