淘宝客网站怎么做的,各类网站规划,wordpress创建侧边栏,wordpress公司门户熟悉示波器的朋友可能都会有过这样的困惑#xff1a;输入阻抗有1MΩ和50Ω两种#xff0c;我们到底该如何选择呢#xff1f;一、传输线想要讲清楚50Ω的由来#xff0c;我们需要先讲一下传输线。电信号实际上是以电磁波的形式在传输线中传播的。当传输线的尺寸不再远小于电…熟悉示波器的朋友可能都会有过这样的困惑输入阻抗有1MΩ和50Ω两种我们到底该如何选择呢一、传输线想要讲清楚50Ω的由来我们需要先讲一下传输线。电信号实际上是以电磁波的形式在传输线中传播的。当传输线的尺寸不再远小于电磁波波长时就不得不考虑这个“波”的特性了。下图是将一个窄脉冲施加到100m左右的终端短路的网线上时示波器在信号源端测量到的图片。可以在其上明显看出有一个入射波和一个反射波。当入射波和反射波叠加在一起回发生什么呢你的方波信号信号可能就会成这样。如何阻止信号反射呢就像光要在水面才发生反射一样电信号也是在其传输介质发生改变的时候才会发生反射为了避免传输线上发生反射就出现了均匀传输线如PCB微带线同轴线等他们介质均匀任何一点横截面几何结构相同这样就可以保证电信号不会在传输线内发生反射了。但是信号一旦来到传输线终点岂不是还是要发生反射么其实只要保证信号的瞬时阻抗不变同样也不会发生反射。瞬时阻抗就是电信号在传输线上某一点所受的阻抗经过研究发现均匀传输线的瞬时阻抗是个纯阻性的与频率无关就像个电阻而且瞬时阻抗只与传输线的几何结构和填充材料有关所以又叫做特性阻抗。既然瞬时阻抗像电阻那我们就给负载并联一个电阻让其阻值和特性阻抗相等这样信号就不会反射回来而是被电阻吸收。您的电路也就清净了。这种方法叫做终端匹配。二、著名的50Ω特性阻抗大小会影响信号传输功率、传输损耗、串扰等电气性能而其板材和几何结构又影响制造成本这种情况只能找一个折中值。而50Ω正是同轴线的传输功率、传输损耗以及制造成本的一个最佳平衡点。所以大多数高速信号都会采用50Ω特性阻抗系统形成标准并沿用至今成为使用最广泛的一种阻抗标准。比如常见的PCIE其单端阻抗就是要求是50Ω。这就是这个50Ω的由来也是因为如此示波器上才会有个50Ω阻抗档位。其作用就是用来匹配50Ω系统中的传输线。三、示波器的负载效应有朋友可能会有疑惑按上面的论述岂不是50Ω的匹配比1MΩ的匹配要好那还要1MΩ阻抗干什么呢这就涉及到了示波器的负载效应问题了。相信大家都有这种经历调试一个有问题的电路想看看波形结果接上探头电路就正常了拿开探头电路就又出问题。这就是负载效应引起的。示波器本身是有输入阻抗的用示波器测量的同时也不得不将这部分阻抗并联到电路中。先以示波器在1MΩ阻抗模式为例其大致可以等效成是1MΩ和一个十几pF的电容并联在一起的形式。这个1MΩ是示波器的规范。而电容是我们并不想要但是又不可避免的寄生参数。在DC和较低频时1MΩ起到主导地位。而当频率超过10MHz以后电容会成为主要的负载。由于这两个参数的引入就会使得测量时的信号与原信号有差异从而使测量结果出现误差。那么差异有多大呢这也要取决于您的被测电路的输出电阻和负载。就按上图的例子来说。根据戴维宁定理可变为从示意图上可以看出低频信号的差异主要是戴维宁输出电阻Re与1MΩ的分压决定而高频时则需要再加上Re与16pF容抗的分压。经计算可知如果Re的值是10Ω而信号的频率是200MHz则示波器的负载效应会造成-0.2dB左右的偏差。而如果您系统的Re是25Ω那么这个偏差会达到-1dB。所以如果测量高频信号建议使用10:1无源探头进行测量因为其寄生电容要比示波器低通常只有9pF左右的寄生电容。而1:1无源探头通常会有60pF的寄生电容不能用于测量高频信号。如果10:1探头仍然不能满足您的需求就要选择寄生电容更小的高频有源探头进行测量了。如果使用50Ω阻抗档位进行测量会如何呢以Re是25Ω为例信号将从直流开始就被衰减而且衰减超过-3dB。这时信号就已经被判定为失真了。所以示波器进行50Ω匹配后就不能继续以一个旁观者的身份对系统进行测试了。当被测源是一个无载信号源(比如信号发生器)这个信号本身并没有终端匹配电阻如果我们采用1MΩ阻抗或者探头进行测量就会在传输线终端产生反射从而干扰到测量信号而这时就需要采用50Ω阻抗档位示波器内部的50Ω电阻可以吸收掉传输线的信号让反射波降到最小从而对信号进行准确测量。测试示意图如下图所示。四、示波器测量与50Ω相关的注意事项1MΩ阻抗和50Ω阻抗档位的设计出发点是不同的1MΩ档位的出发点是为了让示波器拥有较小的负载效应可以“安安静静的”做个旁观者。而50Ω档位则是为了消除传输线上的信号反射将传输线影响降到最低。选择何种阻抗档位需要根据实际测量情况而定1、当被测信号是一个无负载信号(如信号发生器)且采用50Ω特性阻抗同轴电缆与示波器相连接时则需要使用50Ω阻抗档位。2、当被测信号是一个板载信号有自己完整的终端接收系统时则需要使用1MΩ阻抗档位直接测量或者使用探头测量。3、配合探头测量时需要注意无源探头都需要使用1MΩ阻抗档位有源探头则需要根据探头要求进行匹配一般来说高频探头要求50Ω阻抗档位低频探头要求1MΩ阻抗档位。4、使用无源探头时需要注意1:1探头通常只有6MHz的带宽。想要更高频率需要选用带衰减的无源探头。打开APP精彩内容点击阅读全文
