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常見問題

高頻晶振信号測量為什麼鳄魚接地是萬惡之源? 時間:【2018-03-15】 共閱【626】次 【打印】【返回

對于高頻信号測量時,探頭的鳄魚接地線是萬惡之源,無論多好的儀器都無法發揮價值,這是為什麼呢?

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1、高頻晶振實測對比

我們先來感受一下,探頭地線長與短其測量結果有何不同。

以晶振信号測量為例,如圖1所示為常規的鳄魚線接地測量方法,可看到信号過沖嚴重伴随振蕩,和想像中的方波不一樣。而圖2所示的短地線彈簧接地測量方法,波形端正不少,顯然資深工程師的方法沒錯。

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圖1  常規(鳄魚線)測量方法(錯誤)

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圖2  短地(彈簧地)測量方法(正确)

2、核心區别:電感

種種迹象表明兇手就是“地線”那證據在哪呢?

且看圖解,如圖3所示為示波器使用探頭進行信号測量理論上的等效模型。探頭與示波器組成具有一定輸入電阻和輸入電容的測試設備;被測量信号等效為具有一定内阻與工作負載的源。

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圖3  理論測量等效模型

由于地線是一根導線,因此它有一定數量的分布式電感,線越長電感則越大。常規的測量方法就會由鳄魚線引入分布式感,此時它的等效模型如圖4所示的LG電感,這一電感将與探頭電容相互影響,在LG和CP值确定的某個頻點上形成諧振,導緻減幅振蕩現象的産生。

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圖4  長地線(鳄魚線)測量等效模型

諧振點在頻域及時域的影響如表1中所列圖示。其中短地線(彈簧地)測量用圖3所示模型分析;長地線(鳄魚線)測量用圖4所示模型分析。

可以發現,長地線測量對應的時域響應,其特征和我們前面常規(鳄魚線)測量的波形相似,也驗證了理論分析的正确性。

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探頭地線在電路中增加了分布電感;地線越長,電感越大,與探頭的電容形成諧振頻點,會在快沿脈沖上産生明顯過沖減幅振蕩。因此測量高頻信号時,探頭接地線越短越好。

總結

高頻信号測量時不能隻盯着儀器,一定要留意地線,越短越好,甯可自己焊一段短的導線,您也千萬别用鳄魚地。