可以看出,在60MHz以上的頻率,幅度已經(jīng)產(chǎn)生了超過3dB的過沖,而到達(dá)100M左右時(shí),過沖到最大幅度。所以如果采用地夾,測量超過60MHz的信號就會產(chǎn)生比較大的失真。正確的方式應(yīng)該是采用接地彈簧。接地彈簧具有非常小的電感,可以大大提升探頭的帶寬。
圖 12 接地彈簧示意圖
四、測量位置選擇
對于高頻信號而言,PCB走線已經(jīng)不能簡單當(dāng)做短路線來處理,而是需要考慮到線路上的傳播延時(shí)、信號反射等方面的影響。傳統(tǒng)低速信號之所以可以不考慮PCB走線的影響,是因?yàn)槠洳ㄩL較長,PCB走線的長度可以忽略不計(jì),從而當(dāng)成集中元件來處理。但是高頻信號的波長較短,PCB走線的長度已經(jīng)不可能再被忽略,信號也必須從波的角度去考慮。下圖為同一信號在源端和終端測量到的波形:
圖 13 不同位置測量差別圖
之所以會這樣,是因?yàn)殡娦盘栐赑CB上是向波一樣進(jìn)行傳輸。其傳播速度一般是光速的一半。所以會造成信號在PCB上傳播會發(fā)生延時(shí),且會根據(jù)特性阻抗的變化而產(chǎn)生反射。上圖中信號的終端設(shè)備并沒有進(jìn)行端接,所以當(dāng)信號來到終端時(shí)會產(chǎn)生一個反射的波,反射回源端,再經(jīng)過PCB上的延時(shí),反射波和發(fā)射信號發(fā)生疊加,從而產(chǎn)生源端位置的波形。同理,不只是源端,在整個傳輸線上,發(fā)射信號與反射信號都會發(fā)生疊加,差別在于彼此的相位差不同,疊加波形也不同。
可以看出測量點(diǎn)位置的選擇,會導(dǎo)致測量結(jié)果的巨大差異。所以測量高速信號時(shí),測量位置離終端設(shè)備越近越好,這樣才能真實(shí)的測量出終端設(shè)備接受到的信號是怎樣的波形。
本文中指出了一些測量高速信號的一些注意事項(xiàng),歸納如下:
1.選擇示波器和探頭帶寬時(shí)至少要選擇被測量方波信號的5次諧波頻率以上的帶寬。
2.測量高速信號時(shí),需要選擇×10或者更高輸入阻抗的探頭。
3.接地方式的選擇,應(yīng)該盡可能的降低接地回路電感,如使用接地彈簧。這樣才能真正發(fā)揮測量系統(tǒng)的帶寬。
4.測量高速信號時(shí),測量位置離終端設(shè)備越近越好,這樣才能真實(shí)的測量出終端設(shè)備接受到的是怎么樣的信號。
以上就是本文的主要內(nèi)容。ZDS4054 Plus示波器具有500MHz帶寬,可以真實(shí)測量100MHz的方波信號,配合探頭可以實(shí)現(xiàn)9pF的輸入電容,大大降低測量負(fù)載效應(yīng),可以很好的測量大多數(shù)高速信號。