短接地夹探头的低电感如何防止干扰?

电器工程 示波器 探测
2022-01-28 05:35:01

下面是两个具有不同接地夹长度的示波器探头的照片:

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我读过较短的接地线用于最小化探头接地线的电感。

但这有什么帮助呢?地线电感低时会发生什么?它可以防止什么样的干扰?

3个回答

它不能防止干扰它可以防止地线阻抗。

简单地想象一个与您的接地连接串联的电感器:它充当低通滤波器。所以,高速电流不能接地,对于这些,你的仪器似乎浮动

应邀协助调试开关稳压IC;问题是“两种振荡”。

我问振荡频率是多少,答案是 80 MHz。

我问“示波器接地线有多长”,答案是“通常的 6 或 8 英寸”。

我解释了“200 nH (8") 接地引线示波器探头的谐振频率,具有 15 pF 输入容量,约为 90 MHz。”

事实证明,这位硅设计师在他之前的 IC 工作中已经开发出 LDO,并且从来不需要学习快速瞬态探测方法。在这里,他了解了示波器探头振铃。

另一种形式的振荡/噪声/怪异行为涉及进入和退出不连续模式的时间抖动。这涉及由热噪声引起的调节电压和时序误差的非常缓慢的衰减。

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被推到接地套圈上的螺旋状弹性接地结构的共振频率是多少?忽略接触不良的可能性,其中无数匝会放大电感。换句话说,假设路径长度是 1 cm 的中心加上 1 cm 的 GROUND 返回,或总共 2 cm 或总共约 20 nH。这是一个很好的假设,因为电感的公式是常数 * 长度 * (1 + log(length/wiresize)),导致计算出的电感主要是长度的线性函数。

20nH和15pF的谐振频率是多少?我用

(F_MHZ)^2 == 25,330 / (L_uH * C_pf)

其中 1 uH 和 1 pF => F_MHz = sqrt(25,330) = 160 MHz

我们有 0.02 uH 和 15 pF,乘积为 0.3。

除以 25,330,商为 75,000。

平方根约为 280 MHz。

改善铃声怎么样?我们可以消沉吗?是的。在探头尖端添加一个外部分立电阻。价值?求 Q=1,因此 Xl = Xc = R。Xc 在 280 MHz 时为 15 pF,给定 1 GHz 时的 1 pF 为 -j160 欧姆,为 160/15 * 1,000 MHz/280 MHz 或大约。30 欧姆。

这对高频下的探针行为有什么影响?Trise 将是大约。15 pF * 33 ohms,或约 0.45 纳秒或 450 皮秒。够快吗?只需抓住一个 33 欧姆的分立电阻器,然后使用尖嘴钳将该电阻器引线压接在探头尖端的中心引脚周围。

并且在 280 MHz Fring 上应该没有振铃。

这里有两个考虑的三个影响。

  1. 变压器作用(H 场):变化磁场中的任何回路都会感应到电压。这就是变压器背后的想法。长可以看到更多的通量,因此更容易受到磁拾取的影响。

  2. 电容效应(电场):由绝缘体隔开的任何两个导体用于电容器。自从C=ϵAd具有较短的导线会减少一个板的面积,因此电容会降低电场灵敏度。

  3. 地线电感:正如 Marcus 所指出的,地线中的电感增加了对高频信号的阻抗,更长的导线具有更多的电感。您还可以通过将接地紧紧地包裹在探头上来降低电感,但它不如您在第二张图片中显示的那么好。

其中哪一个占主导地位取决于您正在测试的电路。我经常将探头的接地线连接到探头的尖端。当您测量示波器的 0V 时,这应该什么也看不到。但是,它会向您显示电路中存在显着磁场的位置。