0
收藏
微博
微信
复制链接

示波器测量高频信号为什么要用x10档(二)

2024-05-27 16:41
88

上期文章给自己挖的坑,提了一个自己当时也没整明白的问题,本没打算有后文的。结果有个小伙伴给打赏了支持,并表示想看后续,万恶的金钱啊,于是乎便有了此文。

 

先复盘下上期末尾的问题:

X1档像X10档那样并联一个电容进行补偿来做更高的带宽到底行不行?

上期举例

在R1=200Ω,R2=1MΩ,C2=100pf时

根据公式R1*C=R2*C2

计算的C=500nF

这样并联一个500nF电容可以做更高的带宽吗?

cccfac2b6b130afde8ea36ef5b932f.jpg

7ba699396954cd2a6766b3198d3a05.jpg

这个答案自然是不能的,不然厂家也不会那么傻,几乎不增加成本的情况下,能做更高带宽的话为什么不呢?

 

那么技术上为什么不可行呢?

思考了下,这个问题肯定出在这个500nF电容上面,想想这个电容容值这么大,500nF,而后级的电容才100pf左右,这是差了5000倍啊,完全不是一个量级,头重脚轻的,直觉都觉得有问题。

当然,分析问题总不能靠直觉吧。

要把带宽做高,自然是这个补偿等效电路模型在高频的情况下也能有效。于是想到了电容高频特性,高频模型如下:

6d2f67419e76a18e8b22739301189e.jpg

这个想必大家应该都见过,实际电容器会存在ESR(R1),由于介质都不是绝对绝缘的,因此会有电阻R2,还有寄生电感,或者是电容的引线电感L1。

频率-阻抗特性如下:

88d23ab9c3b0d79b377a170f00969b.jpg

上图是某100nF贴片陶瓷电容的特性,“V”字底部对应为谐振频率,谐振频率大概是20Mhz左右。

根据谐振公式

b7d981558c3ebc595e9481180150c8.jpg

同种类型,同种封装500nF贴片陶瓷电容寄生电感应该跟100nF差不多,因此推算500nF对应谐振频率大概是8.9Mhz。

这个谐振频率8.9Mhz意义着什么呢?

信号频率为8.9Mhz时,这个电容等效为一个纯电阻;信号小于8.9Mhz时,电容主要呈容性,而在信号大于8.9Mhz时,这个电容主要呈感性。

 

那么问题到现在应该清楚了,如果我们用这种方式去补偿,在高频阶段,电容都主要呈电感性了,那个电容补偿的电路模型都不对了,还咋补偿啊。

 

现在看X10档为什么可以,X10档对应的那个电容为20pF,按照上述方式推算谐振频率为1.4Ghz,而示波器带宽到200-300Mhz,在这个频率,电容主要还是容性的。

 

以上就是问题的分析过程,这里对应电容值的谐振频率来源于网上查到的资料,没有找到官方的资料,仅做参考吧。

登录后查看更多
0
评论 0
收藏
侵权举报
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。

热门评论0

相关文章

硬件工程师炼成之路

硬件工程师的天堂,学习为主,扯淡为辅!

开班信息