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无源探头的地线效应

资料介绍
不同的地线和连接方法,等效的感抗就不一样。典型的探头地线是一种带鳄鱼夹的长地线。这种地线引入的地环路感抗超过 200nH,这将明显影响探头的性能。
无源探头的地线效应
示波器大多标配 10:1 无源探头。探头的规格书上一般有探头的输入阻抗和容抗。比如 500MHz 带宽的无源探
头,典型值是容抗 9.5pF,阻抗 10Mohm。但有一个参数通常在规格书上没有提及,那就是探头地线的感抗。这是
因为探头地线有多种,连接方法也不一样。不同的地线和连接方法,等效的感抗就不一样。典型的探头地线是一
种带鳄鱼夹的长地线。这种地线引入的地环路感抗超过 200nH,这将明显影响探头的性能。我们可以画出它的等效
电路如下:




图中左侧的电压源和 Rsource 是被测物的等效电路。
Iground 是探头和被测电路组成的环路电流。电容上承受的电压就是示波器实际测量到的电压,这和期望测
量的被测物电压是不一样的。可以推算这两者之间的传递函数:




则:




在 MATLAB 中输入这个传递函数:

C=9.5e-12;
L=12e-9;
R=45;




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f=logspace(3,10,1000);
omega=2*pi*f;
H = 1./(i*omega*R*C-omega.^2*L*C+1);


gain=abs(H);
loglog(f,gain)


画出幅频特性曲线:
……
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