示波器高压差分探头的了解及常见测量方法
发出的噪声。随着频率的提高，单端测量的CMMR(共模抑制比)的性能会迅速下降。如果保留共模干扰的话，这会导致信号的噪声比实际的噪声还要大的多。
2)示波器浮地测量
目前常见的错误浮地测量方法就是示波器浮地测量方法，是通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，如3)差分测量
浮地测量的最佳解决办法就是使用高共模抑制比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量，如4.差分探头
常见的差分探头中有一类是针对低压信号的，在高速的数字电路中这种差分信号比较常见，这一类差分探头的测量电压常见的幅值是±8V，带宽一般
在1GHz以上;另一类是专门针对高压测量的，测量电压高达上KV，在开关电源测量中这种差分信号比较常见，这类差分探头叫高压差分探头，测量电压一般在KV级别，带宽在20MHz—100MHz范围内比较常见。
差分探头主要是针对浮地系统的测量。电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零(中)线的相对电压差，很多用户直接使
用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的“信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。这
样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳通过使用交流电源设备电源线中
示波器探头基础知识 示波器探头原理---示波器探头工作原理 示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。探头有很多种类型号各有其特性，以适应各种不同的专门工作的需要，其中一类称为有源探头，探头内包含有源电子元件可以提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。这种探头通常对输入信号进行衰减。 我们将首先集中讨论通用无源探头，说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响，接着简单介绍几种专用探头及其附近。 屏蔽 示波器探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现，如果我们仅仅使用一普通导线来代替探头，那么它的作用就好象是一根天线，可以从无线电台、荧光灯，电机、50或60Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号，这类噪声甚至还能注入到被测电路中去所以我们首先需要的是屏蔽的电缆，示波器探头的屏蔽电缆通过探头尖端的接地线和被测电路连接，从而保证了很好的屏蔽。 一．探头构造图：
4. 一个探头，就算它只是简单的一条电线，它也可能是一个很复杂的电路。a）对于DC 信号( 0 Hz 频率)，探头作为一对导线与一系列电阻，就向一个终端电阻一样。 b) AC 信号的特性变化是因为：电线具有分布电感(L)，电线具有分布电容(C)。分布电感反作用于AC信号，在信号频率增加时，阻止AC信号通过。分布电容反作用于AC信号，在信号频率增加时，减小 AC信号电流通过的阻抗。这些反作用元件(L 和 C )的交互作用，与电阻元件(R)一起，成为随信号频率不同而变化的探头阻抗。
差分放大电路 （1）对共模信号的抑制作用 差分放大电路如图所示。 特点：左右电路完全对称。 原理：温度变化时，两集电极电流增量相等，即C2C1I I ?=?，使集电极电压变化量相等，CQ2CQ1V V ?=?，则输出电压变化量0C2C1O =?-?=?V V V ，电路有效地抑制了零点漂移。若电源电压升高时，仍有0C2C1O =?-?=?V V V ，因此，该电路能有效抑制零漂。 共模信号：大小相等，极性相同的输入信号称为共模信号。 共模输入：输入共模信号的输入方式称为共模输入。 （2）对差模信号的放大作用 基本差分放大电路如图。 差模信号：大小相等，极性相反的信号称为差模信号。 差模输入：输入差模信号的输入方式称为差模输入。 在图中， I 2I 1I 2 1 v v v = -=， 放大器双端输出电压 差分放大电路的电压放大倍数为 可见它的放大倍数与单级放大电路相同。 （3）共模抑制比 共模抑制比CMR K ：差模放大倍数d v A 与共模放大倍数c v A 的比值称为共模抑制比。 缺点：第一，要做到电路完全对称是十分困难的。第二，若需要单端输出，输出端的零点漂移仍能存在，因而该电路抑制零漂的优点就荡然无存了。 改进电路如图（b ）所示。在两管发射极接入稳流电阻e R 。使其即有高的差模放大 倍数，又保持了对共模信号或零漂强抑制能力的优点。 在实际电路中，一般都采用正负两个电源供电，如图所示（c ）所示。 差分放大电路 一. 实验目的: 1． 掌握差分放大电路的基本概念； 2． 了解零漂差生的原理与抑制零漂的方法； 3． 掌握差分放大电路的基本测试方法。 二. 实验原理: 1. 由运放构成的高阻抗差分放大电路 图为高输入阻抗差分放大器,应用十分广泛.从仪器测量放大器,到特种测量放大器,几乎都能见到其踪迹。
示波器探头基础系列之一《示波器探头浅谈之无源探头》 作为一名专业的硬件设计及测试工程师，我们每天都在使用各种不同的数 字示波器进行相关电气信号量的量测。与这些示波器相配的探头种类也非常多，包括无源探头(包括高压探头，传输线探头)、有源探头（包括有源单端探头、 有源差分探头等），电流探头、光探头等。每种探头各有其优缺点，因而各有 其适用的场合。其中，有源探头因具有带宽高，输入电容小，地环路小等优点 从而被广泛使用在高速数字量测领域，但有源探头的价位高，动态范围小，静 电敏感，校准麻烦，因此，每个工程师使用示波器的入门级探头通常是无源探头。最常见的500Mhz 的无源电压探头适用于一般的电路测量和快速诊断，可 以满足大多数的低速数字信号、TV、电源和其它的一些典型的示波器应用。本文我们将集中讨论无源电压探头的模型和参数设定以及使用校准原理。一、10 倍无源探头的模型以及输入负载设定图1.探头原理图图1 是工程师常用的10 倍无源电压探头的原理图，其中，Rp (9 MΩ)和Cp 位于探头尖端内，Rp 为探头输入阻抗, Cp 为探头输入电容, R1 (1 MΩ)表示示波器的输入阻抗，C1 表示示波器的输入电容和同轴电缆等效电容以及探头补偿箱电容的组合值。为了精确地测量，两个RC 时间常量（RpCp 和R1C1）必须相等；任何不平衡都会带来测量波形的失真,从来引起使一些参数如上升时间、幅度的测量结果不准确。因此，在测量前需要校准示波器的探头的工作以保证测量结果的 准确性。从探头的信号模型我们可以分析，对于信号的DC 量测，输入容性Cp 和C1 等效为开路。信号通过Rp 和R1 进行分压，最终示波器的输入为：Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10* Vin 示波器输入信号衰减为待测输入信号的1/10。对于较高频率的输入信号,容抗对于信号的影响会大于阻抗。例如，一个
一、前言 我们都知道使用示波器，就必须使用探针 由于半导体组件的速度愈来愈快，受测电路的讯号自然愈来愈高速化。今天要正确地从受测电路检出讯号，并传送到示波器的输入端。而又不影响受测电路的正常运转，绝对不是一件容易的事情。使用正确的探棒是一个关键。若探针选用不当，即使购买再昂贵的示波器，也无济于事。现在市面上有许多种类的探棒可以帮助使用者在各种不同条件下完成电路检测的工作，差动探棒就是其中一类。 差动探针早期主要是用来量测电力系统，电力转换器及转换式电源供应器。所量测的讯号通常都是相当大的浮动讯号，从数十伏到数仟伏。近年来由于数字电路的高速化，数字设计及数字传输中大量使用差动讯号，因而出现新型的低压高速差动探针。它的量测范围很小。只有几伏甚至零点几伏，但频宽很宽，可高达数 GHz 。在现代的示波器量测中，不管是高压型差动探针，或是高速型差动探针，在他们各自的领域中，都是不可或缺的。 二、示波器探棒的选择 - 电力差动讯号在电力电子电路中，通常有许多相当大的浮动讯号，图二是一个典型的交换式电源供应器 (Switching Power) 的电力电路，我们可以将它以Vd( 差动讯号 ) ， VCM( 共模讯号 ) 及 VLINE ( 电源讯号 ) 来表示。
当我们用示波器观测电力电子电路讯号时，如果使用单端探棒，将造成短路，损坏待测物及测试设备，甚至造成测量人员触电等 ( 图三 ) 。 电路与示波器的接地端形成短路回路，所以有些量测人员便将示波器的电源接地拆掉，浮接示波器，来避免短路回路的形成 ( 图四 ) ，但是，这样就可以解决我们在电力电子电路的量测问题了吗让我们就这样的方式来讨论：
低压差分探头说明书 DP6020 （20V/ 200MHz）
前 言 首先，感谢您购买该产品，这份产品使用说明书，是关于该产品的功能、使用方法、操作注意事项等方面的介绍。使用前，请仔细阅读说明书，正确使用。阅读完后请好好保存。 说明书中，注释将用以下的符号进行区分。 为安全使用本机器，必须严格遵守以下安全注意事项。如果不按照该说明书使用的话，有可能会损害机器的保护功能。此外，违反注意事项进行操作产生的人身安全问题，本公司概不负责。 ● 请小心注意触电危险，注意最高输入电压。 ● 请勿在潮湿的环境下或者易爆的风险下使用。 ● 被测电路接入探头之前，确保先关闭被测电路。 ● 测量结束后，先关闭电路，再取走探头。 ● 探头BNC 输出线连接示波器或者其它设备时，确保BNC 端子可靠接地。 ● 使用之前，请检查探头外皮是否有破损，若出现破损情况，请停止使用！ ● 选择本产品标配的适配器供电。 DP6020简要说明 在错误操作的情况下，用户有受伤的威胁，为避免此类危险，记载了相关的注意事项。 错误操作时，用户有受轻伤和物质损害的可能，为避免此类情况，记载的注意事项。 该符号表示对人体和机器有危害，必须参照说明书操作。 记载着使用该机器时的重要说明。
目录 前言 (1) DP6020简要说明 (1) 概述 (3) 应用 (3) 产品及附件说明 (3) 探头主体说明 (3) 附件说明 (4) 电气规格 (5) 机械规格 (6) 环境特性 (6) 操作步骤 (6) 保养及维护 (7) 保修 (7) 装箱单 (7)
1. 概述 DP6020探头是具有浮地测量功能的低压差分探头。测量电压±20V(DC+Pk),其带宽最高达200MHz，提供 10:1 的衰减设置，具有 1 MΩ的输入阻抗，以及 3.5 pF 的低输入电容，可以最大程度地降低电路负载，具有过压报警功能，可以兼容任何具有 50 Ω BNC 输入的示波器，并可以通过示波器或计算机上的 USB 端口供电。在各种应用中得到广泛使用，可以为当今的高速功率测量、车载总线测量和数字系统设计提供出色的通用差分信号测量。 2. 应用 ◆浮地差分信号测量 ◆高速功率测量 ◆数字差分总线 ◆汽车串行总线（CAN、LIN、FlexRay） 3.产品及附件说明 ■探头主体说明 详细说明： ?①输入线：长度约15cm，连接探夹后测量电压信号。 ?②偏置调节：调节该可调电阻，实现输出偏置调节。 ?③连接线：探头前端和后端连接线，长度70cm ?④电源接口：标准的USB B型接口，通过标配的USB适配器供电；也可以通过示波器供 电，使用方便。 ?⑤过载报警指示灯(Overload):测量范围超过量程时，过载指示灯亮，且发出报警声。 ?⑥输出接口：标配标准的BNC输出接口，可接任何厂家示波器，要求示波器输入阻抗设 置为50Ω，或者接标配的贯通式50Ω负载，示波器输入阻抗设置成1MΩ。
加法器及差分放大器项目实验报告 一、项目内容和要求 （一）、加法器 1、任务目的： （1）掌握运算放大器线性电路的设计方法； （2）理解运算放大器的工作原理； （3）掌握应用仿真软件对运算放大器进行仿真分析的方法。 2、任务内容： 2.1 设计一个反相加法器电路，技术指标如下： （1）电路指标 运算关系:)25(21i i O U U U +-=。 输入阻抗Ω≥Ω≥K R K R i i 5,521。 （2）设计条件 电源电压Ec=±5V ； 负载阻抗Ω=K R L 1.5 （3）测试项目 A ：输入信号V U V U i i 5.0,5.021±=±=，测试4种组合下的输出电压； B ：输入信号V KHz U V U i i 1.0,1,5.021为正弦波±=信号，测试两种输入组合情况下的输出电 压波形。 C ：输入信号V U i 01=，改变2i U 的幅度，测量该加法器的动态范围。 D ：输入信号V U i 01=，V U i 1,2为正弦波，改变正弦波的频率，从1kHz 逐渐增加，步长为 2kHz ，测量该加法器的幅频特性。 2.2 设计一个同相加法器电路，技术指标如下： （1）电路指标 运算关系：21i i O U U U +=。 （2）设计条件 电源电压Ec=±5V ； 负载阻抗Ω=K R L 1.5 （3）测试项目 A ：输入信号V U V U i i 1,121±=±=，测试4种组合下的输出电压； B ：输入信号V KHz U V U i i 1,1,121为正弦波±=信号，测试两种输入组合情况下的输出电压 波形。 （二）、差分放大器 1、任务目的： （1）掌握运算放大器线性电路的设计方法； （2）理解运算放大器的工作原理； （3）掌握应用仿真软件对运算放大器进行仿真分析的方法。 2、任务内容 2.1 设计一个基本运放差分放大器电路，技术指标如下： （1）电路指标 运算关系:)(521i i O U U U --=。 输入阻抗Ω≥Ω≥K R K R i i 5,521。 （2）设计条件
实验常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器等的主要性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法 二、实验仪器 1、函数信号发生器EE1641C 2、DS1062E-EDU数字示波器 3、高级电路实验箱 三、实验原理 初步了解示波器面板和用户界面 1. 前面板:DS1000E-EDU系列数字示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板, 以进行基本的操作。面板上包括旋钮和功能按键。旋钮的功能与其它示波器类似。显示屏右侧的一列 5 个灰色按键为菜单操作键(自上而下定义为 1 号至 5 号)。通过它们,您可以设置当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。
电压参数的自动测量 DS1000E-EDU, DS1000D-EDU 系列数字示波器可自动测量的电压参数包括峰峰值、最大值、最小值、平均值、均方根值、顶端值、低端值。下图表述了各个电压参数的物理意义。 电压参数示意图 峰峰值(Vpp):波形最高点至最低点的电压值。 最大值(Vmax):波形最高点至 GND(地)的电压值。 最小值(Vmin):波形最低点至 GND(地)的电压值。 幅值(Vamp):波形顶端至底端的电压值。 顶端值(Vtop):波形平顶至 GND(地)的电压值。
底端值(Vbase):波形平底至 GND(地)的电压值。 过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。 预冲(Preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值的比值。 平均值(Average):单位时间内信号的平均幅值。 均方根值(Vrms):即有效值。依据交流信号在单位时间内所换算产生的能量,对应于产生等值能量的直流电压,即均方根值。 2、函数信号发生器 函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP －P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 例一:测量简单信号 观测电路中的一个未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值。 1. 欲迅速显示该信号,请按如下步骤操作: (1) 将探头菜单衰减系数设定为1X,并将探头上的开关设定为1X。 (2) 将通道1的探头连接到电路被测点。
设计课题 设计一个具有恒流偏置的单端输入-单端输出差分放大器。 学校：延安大学
一： 已知条件 正负电源电压V V V V EE cc 12,12-=-+=+；负载Ω=k R L 20；输入差 模信号mV V id 20=。 二：性能指标要求 差模输入电阻Ω>k R id 10；差模电压增益15≥vd A ；共模抑制 比dB K CMR 50>。 三：方案设计及论证 方案一：
方案二
方案论证： 在放大电路中，任何元件参数的变化，都将产生输出电压的漂移，由温度变化所引起的半导体参数的变化是产生零点漂移的主要原因。采用特性相同的管子使它们产生的温漂相互抵消，故构成差分放大电路。差分放大电路的基本性能是放大差模信号，抑制共模信号好，采用恒流源代替稳流电阻，从而尽可能的提高共模抑制比。 论证方案一：用电阻R6来抑制温漂 ?优点：R6 越大抑制温漂的能力越强； ?缺点：<1>在集成电路中难以制作大电阻； <2> R6的增大也会导致Vee的增大（实际中Vee不
可能随意变化） 论证方案二 优点：（1）引入恒流源来代替R6,理想的恒流源内阻趋于无穷，直流压降不会太高，符合实际情况； （2）电路中恒流源部分增加了两个电位器，其中47R的用来调整电路对称性，10K的用来控制Ic的大小，从而调节静态工作点。 通过分析最终选择方案二。 四：实验工作原理及元器件参数确定 ?静态分析：当输入信号为0时， ?I EQ≈(Vee-U BEQ)/2Re ?I BQ= I EQ /(1+β) ?U CEQ=U CQ-U EQ≈Vcc-I CQ Rc+U BEQ 动态分析 ?已知：R1=R4,R2=R3
High-voltage Differential Probes P5200A?P5202A?P5205A?P5210A Data Sheet Features&Bene?ts Bandwidths up to100MHz Up to5,600V Differential(DC+pk AC) Up to2,300V Common(RMS) Overrange Indicator Safety Certi?ed Switchable Attenuation Switchable Bandwidth Limit Applications Floating Measurements Switching Power Supply Design Motor Drive Design Electronic Ballast Design CRT Display Design Power Converter Design and Service Power Device Evaluation The P5200A can be used with any oscilloscope and enables users to safely make measurements of?oating circuits with their oscilloscope grounded.The P5200A Active Differential Probe converts?oating signals to low-voltage ground-referenced signals that can be displayed safely and easily on any ground-referenced oscilloscope. WARNING:For safe operation,do not use the P5200A High-voltage Differential Probe with oscilloscopes that have?oating inputs(isolated inputs),such as the Tektronix TPS2000Series oscilloscopes.The P5200A High-voltage Differential Probe requires an oscilloscope or other measurement instrument with grounded inputs. The P5210A is a Differential Probe that is capable of measuring?oating voltages up to5,600V safely and has a bandwidth up to50MHz.It is supplied with two sizes of hook tips and has an overrange visual and audible indicator which warns the user when they are exceeding the linear range of the probe.It can be used with Tektronix TEKPROBE?interface oscilloscopes directly or with any oscilloscope with the use of the1103 TEKPROBE?Power Supply. The P5205A is a100MHz Active Differential Probe capable of measuring fast rise times of signals in?oating circuits.This1,300V differential probe can safely measure voltages in IGBT circuits such as motor drives or power converters.It is speci?cally designed to operate on Tektronix oscilloscopes with TEKPROBE?interface.The P5202A is similar to the P5205A,but this probe has approximately half the attenuation and half the dynamic range of the P5205A and better signal-to-noise ratio.
示波器的测量 1.1 示波器的应用 1.实训目的 1﹚掌握示波器、交流毫伏表、音频信号发生器的基本应用。 2﹚掌握示波器观察信号波形和测量直流电压幅度、周期的方法。 2.实训内容 ﹙1﹚示波器的校准 ﹙2﹚利用示波器1khz，0.5Vp-p的方波校准信号作为示波器的输入信号，调出图1-1所示正常波形。 ﹙3﹚将扫描基线移动的格数、垂直偏转因数和稳定电压原指示电压值填入表1-1中。 图1-1 表1-1直流电压测量 ﹙4﹚正弦波电压幅度、周期的测量 1﹚用信号发生器产生下表中的输入信号，用示波器测量信号的周期和电压，将测量数据填入表1-2
表1-2 正弦波电压幅度、周期的测量 1.2 示波器的特殊应用 1.用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间。 1）用函数信号发生器产生频率为20KHz的矩形波脉冲信号。 2）按图1-2连接电阻和电容，组成一个低通网络。 图1-2 低通滤波电路 3）因为函数信号发生器输出的脉冲信号上升时间较小，不易测量，所以把脉冲信号通过低通网络后送到示波器测量，以加大脉冲信号的上升时间，便以测量。 4）调节示波器X轴的偏转因素选择开关，尽量使屏幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X轴位移旋钮，使对应上升沿10%（或下降沿90%）高度处的测量点对齐X轴的某个刻度线，然后读出对应上升沿90%（或下降沿10%）高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值。该相对时间值便是所测脉冲的上升时间（或下降时间）。读数等于刻度个数乘上X轴偏转因数。 5）注意以上操作只有在X轴细调（V ariable）旋钮顺时针旋到底后读数才是正确的。2．用双踪法测量两个信号的相位差 1）先用信号发生器产生一个频率为20KHz的幅度为1V的正弦信号。 2）再按图1-3连接电阻和电容，组成一个阻容延迟网络。信号发生器输出信号一路直接作为信号1送入示波器CH1通道，另一路通过阻容延迟网络后作为信号2 送入示波器CH2通道。由于信号2 通过延迟网络，所以信号2比信号1在时间上要延迟，两个信号之间存在着相位差。 图1-3阻容延迟网络
选用单端探头还是差分探头 作者:Mike McTigue 新的有源探头体系结构使GHz级以上的千兆信号的完整性测量变得更加容易、精度也更高，但这只对于了解探头的工作原理和探头的两种拓扑结构之间优劣的用户而言的。 宽带宽示波器和有源探头的用户历来可以在单端探头和差分探头之间作出选择。测量单端信号(对地参考电压)，你使用的是单端探头，而测量差分信号(正电压对负电压)，你使用的是差分探头。那么，为什么你不能只买差分探头来测量差分信号和单端信号呢？实际情况是，你可以这样做，但又存在实实在在的理由使你不能这么做。与单端探头相比，差分探头价格较贵，使用不大方便，带宽也较窄。 新的探头体系结构，如Agilent 113X 系列的体系结构可以探测差分信号，也可以探测单端信号，而且基本上使人们不反对使用差分探头。这些探头是通过可互换的端头来提供这种能力的，而各种可互换的头经过优化，可以点测、插入插座和焊入探头。这种结构给有源探头的用户提出了新问题：测量单端信号，到底该用差分探头还是该用单端探头？答案是应由性能和可用性两个方面的权衡结果来定夺。 只要使用Agilent 1134A型7 GHz 探头放大器的简化模型(图1) 和已测数据以及焊入的差分和单端探头端头(图2)，你就可以比较它们的带宽、保真度、可用性、共模抑制特性、可重复性和尺寸大小等方面的差别。这些探头端头的物理连线几何形状相同，所以它们之间的主要性能差别是由差分拓扑结构和单端拓扑结构引起的。探头性能测量是采用Agilent E2655A 纠偏/性能验证夹具和Agilent 8720A 20 GHz 向量网络分析仪或者Agilent Infiniium DCA (数字通信分析仪)采样示波器进行的。 图1 差分探头和单端探头的简化模型的主要区别在于，差分探头的地线电感是与放大器输入端串联的，而不
实验三差分放大电路 一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图3－1是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放 大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器R P 用来调节T 1、T 2 管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。 R E 为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。 图3－1 差动放大器实验电路
当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。 1、静态工作点的估算 典型电路 E BE EE E R U U I -≈ （认为U B1＝U B2≈0） E C2C1I 2 1 I I == 恒流源电路 E3 BE EE CC 2 1 2 E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈ C3C1C1I 2 1 I I == 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时， P be B C i O d β)R (12 r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 21 △U △U A == d i C2d2A 2 1 △U △U A -==
示波器探头基础系列之差分探头 引言 作为一名专业的硬件设计及测试工程师，我们每天都在使用各种不同的数字示波器进行相关电气信号量的量测。与这些示波器相配的探头种类也非常多，包括无源探头（包括高压探头，传输线探头）、有源探头（包括有源单端探头、有源差分探头等），电流探头、光探头等。每种探头各有其优缺点，因而各有其适用的场合。其中，有源探头因具有带宽高，输入电容小，地环路小等优点从而被广泛使用在高速数字量测领域，但有源探头的价位高，动态范围小，静电敏感，校准麻烦，因此，每个工程师使用示波器的入门级探头通常是无源探头。最常见的500Mhz的无源电压探头适用于一般的电路测量和快速诊断，可以满足大多数的低速数字信号、TV、电源和其它的一些典型的示波器应用。 1、差分测量特点 探头从总体上可分为无源探头和有源探头两大类型，而宽带宽示波器和有源探头的用户还需要在单端探头和差分探头之间还要做出选择。承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。本文主要讲的是分差探头。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： 1.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被最大程度抵消。 2.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。 3.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS就是指这种小振幅差分信号技术。
音频测试-示波器-使用方法
类别音频设备版本R1文件编号C304-OSCILL- 制定部门品保部制定日期2011年11月30日页次2/7 ★目的：介绍示波器的使用方法，使相关人员能正确操作示波器。 ★示波器的概述 示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器，主要用于观察和测量电信号。下图1为我厂常用的20MHz的双踪示波器。 ★示波器的操作方法 第一步骤：示波器的连接 图 1 图 2 图 3 探头接在 CH1通道上
类 别 音频设备 版 本 R1 文件编号 C304-OSCILL- 制定部门 品保部 制定日期 2011年11月30日 页 次 3/7 1） 连接电源线 用220V AC 线把示波器连上220V 市电。（如上图2） 2） 连接信号线 将探头插入到示波器左边的CH1接口并顺时针扭动半圈（如上图3）。当探头接在示波器的CH1通道上时，模式开关须打在CH1上（如下图4）。当探头接在示波器的CH2通道上时，模式开关须打在CH2上。（如下图5） 3） 信号耦合开关的选择（AC GND DC ） 信号耦合开关一般紧挨着输入通道，CH1通道和CH2通道各有1个。当只用来观察被测信号中的交流成分时，将开关拔至AC 档（本厂一般选择此档）；当信号的直流成份和交流成分都要观察或信号的频率较低时，将开关拔至DC 档；当开关拔至GND 档时，输入端处于接地状态，用以确定输入端为零时光迹所在位置。（如下图6） 第二步骤：开机与光迹调节 上述步骤完成后，接下来需要开机预热和调节光迹。（如下图7和图8） 图 5 电源开关 电源指示灯 亮度调节 聚焦调节 光迹平行度调节 光 迹 正弦波信号光迹 模式开关选择 CH1通道 图 6 图 4 模式开关选 择 探头接在 CH2通道上 信号耦合 选择开关
如何用示波器测量小信号 饶志华肖静刘滨 东华理工大学 用数字示波器测量小信号时，由于信号幅度较小，极容易受噪声干扰。经总结，用数字示波器测小信号可以按照如下步骤进行： 1、将信号好输入示波器（这里以p-p value=5mv，f=1KHz的余弦信号为例） 2、按”auto set”按钮获取波形，见图1 图1按”auto set”获取波形 3、按触发菜单按钮”trig menu”，在显示屏幕上弹出触发菜单，见按菜单旁边对应的按钮， 选取图示的触发方式，见图2 图2按触发菜单按钮选取合适触发方式
4、调节相应的幅度旋钮”scale”,将波形的幅度展宽（图中信号是从第一路输出），见图3。 图3调节幅度旋钮将波形的幅度展宽 5、调节相应的频率旋钮”scale”,将波形在时域上展开，仅在屏幕上仅显示1-3个周期（待补 图） 6、如果这时后的波形看不到余弦信号的样子，则可能是示波器抓取波形失败，则重复以上 步骤。 7、这时候示波器上显示的波形由于受噪声影响，重影非常明显，这时可以按捕获按 钮”acquire”，选取“取平均次数，即用多次采样的次来作为测量值，故可以中和掉噪声，这时候可以看到细小清晰的波形。（待补图） --------------- 注：实际信号发生器输出的波形噪声没有那么严重，大部分噪声是来自周围环境的噪声和信号发生器和示波器的接入方式，当采取同轴电缆将信号发生器和示波器直接连接起来的时候，不用求平均值的方式也可以得到较好的信号，这也从一方面说明了当用放大器放大小信号时，示波器上的输出信号不像输入信号般有非常大的噪声。
按下测量按钮，则可以得到测量波形的各项参数值。（待补图）
实验五差动放大电路 (本实验数据与数据处理由果冻提供,仅供参考,请勿传阅.谢谢~) 一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 R P用来调节T1、T2管的静态工作点， V i＝0时， V O＝0。R E为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用,可以有效抑制零漂。 差分放大器实验电路图 三、实验设备与器件 1、±12V直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、晶体三极管3DG6×3， T1、T2管特性参数一致，或9011×3,电阻器、电容器若干。 四、实验内容 1、典型差动放大器性能测试 开关K拨向左边构成典型差动放大器。 1) 测量静态工作点 ①调节放大器零点
信号源不接入。将放大器输入端A 、B 与地短接，接通±12V 直流电源，用直流电压表测量输出电压V O ，调节调零电位器R P ，使V O ＝0。 ②测量静态工作点 再记下下表。 2) 测量差模电压放大倍数(须调节直流电压源Ui1=0.1V ,Ui2=-0.1V) 3) 测量共模电压放大倍数 理论计算：(r be =3K .β=100. Rp=330Ω) 静态工作点: E3 BE EE CC 212 E3 C3R V )V (V R R R I I -++≈≈=1.153mA I c Q =I c 3/2=0.577mA, I b Q =I c /β=0.577/100=5.77ｕA U CEQ =V cc-I c R c+U BEQ =12-0.577*10+0.7=6.93V 双端输出:(注:一般放大倍数A 的下标d 表示差模,下标c 表示共模,注意分辨) P be B C i O d β)R (12 1 r R βR △V △V A +++- ===-33.71 A c 双 =0.
示波器差分探头与差分探头的详细介绍与选择方法 新的有源探头体系结构使GHz级以上的千兆信号的完整性测量变得更加容易、精度也更高，但这只对于了解探头的工作原理和探头的两种拓扑结构之间优劣的用户而言的。 宽带宽示波器和有源探头的用户历来可以在单端探头和差分探头之间作出选择。测量单端信号(对地参考电压)，你使用的是单端探头，而测量差分信号 (正电压对负电压)，你使用的是差分探头。那么，为什么你不能只买差分探头来测量差分信号和单端信号呢？实际情况是，你可以这样做，但又存在实实在在的理由使你不能这么做。与单端探头相比，差分探头价格较贵，使用不大方便，带宽也较窄。 新的探头体系结构，如 Agilent 113X 系列的体系结构可以探测差分信号，也可以探测单端信号，而且基本上使人们不反对使用差分探头。这些探头是通过可互换的端头来提供这种能力的，而各种可互换的头经过优化，可以点测、插入插座和焊入探头。这种结构给有源探头的用户提出了新问题：测量单端信号，到底该用差分探头还是该用单端探头？答案是应由性能和可用性两个方面的权衡结果来定夺。 只要使用Agilent 1134A型 7 GHz 探头放大器的简化模型 (图1) 和已测数据以及焊入的差分和单端探头端头 (图 2)，你就可以比较它们的带宽、保真度、可用性、共模抑制特性、可重复性和尺寸大小等方面的差别。这些探头端头的物理连线几何形状相同，所以它们之间的主要性能差别是由差分拓扑结构和单端拓扑结构引起的。探头性能测量是采用 Agilent E2655A 纠偏/性能验证夹具和 Agilent 8720A 20 GHz 向量网络分析仪或者 Agilent Infiniium DCA (数字通信分析仪)采样示波器进行的。
差动放大电路实验报告 严宇杰141242069 匡亚明学院 1.实验目的 （1）进一步熟悉差动放大器的工作原理； （2）掌握测量差动放大器的方法。 2.实验仪器 双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。 3.预习内容 （1）差动放大器的工作原理性能。 （2）根据图3.1画出单端输入、双端输出的差动放大器电路图。 4.实验内容 实验电路如图3.1。它是具有恒流源的差动放大电路。在输入端，幅值大小相等，相位相反的信号称为差模信号；幅值大小相等，相位相同的干扰称为共模干扰。差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成，发射极负载是一晶体管恒流源。若电路完全对称，对于差模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定减少，增加与减少之和为零，Q3 和R e3等效于短路，Q1,Q2的发射极等效于无负载，差模信号被放大。对于共模信号，若 Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定增加，两者增加的量相等，Q1、Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻，强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用，共模信号被衰减。从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。调零电位器 R p用来调节T1,T2管的静态工作点，希望输入信号V i=0时使双端输出电压V o=0. 差动放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信号源往往是高内阻电压源，这就要求前置放大器有高输入电阻，这样才能接受到信号。有的共模干扰也是高内阻电压源，例如在使用50Hz工频电源的地方，50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。若放大器的输入电阻很高，放大器在接受信号的同时，也收到了共模干扰。于是人们希望只放大差模信号，不放大共模
如何稳定示波器的测试波形 如何稳定示波器的测试波形广东华立高级技工学校? 作者：陈伏华摘要：示波器是电子技术基础实验中和电子设备的检修中最常用的仪器之一，而在使用示波器之时，被测信号测试波形的不稳定常常会造成无法读取波形数据或测量不精确。经过在教学中和示波器的使用中不断地摸索和总结，要稳定示波器的测试波形，应注意易困惑使用者的几个问题，如触发及触发源的选择，电源触发的方法，触发电平自动锁定，输入耦合开关使用，常态触发（NOR ）和自动触发（AUTO ）转换，探头合理使用等。只要合理的使用和调节，选择正确的档位和测量方法就可以使得示波器的测试波形稳定，以达到精确测量。关键词：示波器? 被测信号? 触发脉冲? 波形稳定正文：一、触发及触发源的选择。在使用示波器时，一个最基本的问题就是如何使得被显示的波形稳定下来。这就涉及到触发操作，触发操作是示波器使用中较难掌握的操作技能。因为它涉及到示波器的触发原理。示波器中是通过扫描来显示被测信号的，每次扫描都显示被测信号的一部分。要使得被显示的波形是稳定不变的，就必须做到每次所显示的波形是完全一样的，即重叠的。对于周期信号来说，只要每次扫描所显示的波形起始相位是相同的，那么每次所显示的波形就是相同的，从而所显示的波形就是稳定的。为了做到这一点，示波器中除了将被测信号送到示波管去以外，还从中分出一路，用电压比较器来形成触发脉冲，用触发脉冲去控制水平方向的扫描，以保证水平方向的每次扫描起始点都正好对准被测信号的相同相位点。故而，当由于操作不当而无法形成触发脉冲时，所显示的波形就不可能被稳定下来。例如，图所示正弦波是从被测信号在送往示波管的途中所分出来的一部分，则所形成的触发脉冲及水平方向的扫描锯齿波均如图 1 所示：图触发脉冲是这样形成的：将被测信号取出一部分送到一个电压比较器，而电压比较器的另一端则是其电压被触发电平旋钮（Trigger LEVEL ）所调节的直流电压。当被测信号的瞬时电压高于触发电平时电压比较器就输出高电平，而被测信号的瞬时电压低于触发电平时电压比较器就输出低电平。故电压比较器输出矩形波形式的触发脉冲。扫描锯齿波是这样形成的：当触发脉冲的前沿到来时，锯齿波的正程开始，但是正程的长短则由扫描开关(TIME/DIV) 来决定，扫描的逆程时间是固定的。若逆程时期结束后尚未有触发脉冲的前沿到来，则扫描锯齿波维持低电平，一直要到某个触发脉冲的前沿到来则第二个扫描锯波的正程期才开始。当触发模式开关(Trigger MODE) 置于NORM 位置时，示波器就按以上的方式来进行扫描。显然，如果没有被测信号，或有被测信号但无法形成触发脉冲时，就没有扫描锯齿波，这时屏幕上就没有扫描线。当触发模式开关置于AUTO 位置时，示波器将自动形成扫描，故无论有无被测信号，扫描线总是会出现。但是，当有被测信号时，示波器就立刻转换到上面所说的工作方式上来。有没有触发脉冲的形成是示波器能否稳定波形的关键。那么，如果触发电平自动锁定开关(AUTO LEVEL) 没有按下，在下面几种情况下将不会形成触发脉冲，因而就不可能稳定所显示波形：第一，触发电平旋钮(Trigger LEVEL) 调节不当。当触发电平调节得高于被测信号的正峰值或低于被测信号的负峰值时，从上面的图中可以看到，此时就不可能形成触发脉冲。第二，触发源开关(Trigger SOURCE) 设置错误。例如被测信号从CH1 馈入，而触发源开关置于CH2 或EXT 等，此时被测信号就不可能送到用于形成触发脉冲的电压比较器上，从而就不可能形成触发脉冲。第三，Y 轴偏转因数开关(VOLTS/DIV) 设置不当。如果原来所显示的波形是稳定的，又将Y 轴偏转因数开关向左旋动了，此时，由于将被测信号的幅度衰减得更小了，就可能使得触发电平高于被测信号的正峰值或低于被测信号的负峰值，也就不能形成触发脉冲。第四，触发耦合开关(Trigger CPLG) 设置不当。该键被按下时，被测信号将被经过用于从被测的电视信号中取出同步信号的同步分离电路，如果被测信号不是电视信号，遇不可能通过该同步分离电路，、
EDA（一）模拟部分电子线路仿真实验报告 实验名称：差分放大电路 姓名：陈晟 学号： 120401221 班级：电信2班 时间： 2014.11.27 南京理工大学紫金学院电光系
一．实验目的 1、熟悉差分放大电路的结构 2、了解差分放大电路抑制零点漂移的原理 3、掌握差分放大电路静态工作点的估算方法及仿真方法 4、掌握差发放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的估算方法及仿真分析方法 5、了解差分放大电路的放大信号特性 6、理解差分放大电路提高共模抑制比的方法 二、实验原理 -V EE -12V 图5-1差分放大电路 图5-1是差分放大电路的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差分放大电路。调节调零电位器R p，使差分放大电路两
边对称的元件参数相等，当输入信号U I =0时，双端输出电压U 0=0。R E 为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。当开关拨向右边时，构成具有恒流源的差分放大电路。它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差分放大电路抑制共模信号的能力。 1．静态工作点的估算 典型电路 E BE EE E R U U I ] [-= （认为U B1=U B2≈0） 221E C C I I I = = 恒流源电路 3212331)()]([E BE EE CC E C R U R R U U R I I ? -++?= ≈ 2321C C C I I I = = 2．差摸电压放大倍数和共模电压放大倍数 当差分放大电路的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出： R E =∞，R P 在中心位置时， P be B C I O d R r R R U U A )1(ββ+++=??= 单端输出： 211d I C d A U U A =??= 222d I C d A U U A -=??= 当输入共模信号时，若为单端输出，则有， E C E P be B C I C C C R R R R r R R U U A A 2)22 )(1(121- ≈++++-= ??==ββ 若为双端输出，在理想情况下