快速簡便驗證示波器耦合設置的影響-云帆興燁

目前示波器提供三種耦合設置：1M歐姆(DC&AC)，50歐姆(DC)，GND,下面我們使用這種驗證測量系統帶寬的新方法，來分析示波器耦合設置對帶寬的影響。

當示波器輸入耦合設置為50歐姆時，將使用示波器標稱的最高帶寬并端接線纜的示波器端以防止反射。當我們需要使用示波器的最高帶寬時，應該使用50歐姆耦合設置。

當示波器耦合設置為1M歐姆輸入時，無論是DC還是AC耦合，帶寬都會下降到大約1.2GHz，這是由于設置1M歐姆輸入時，示波器放大器的不同設置，該響應如圖所示。

示波器輸入耦合的最后一個設置是將示波器放大器輸入接地，這會將示波器放大器的輸入連接到內部地，但不會將連接到示波器前端BNC連接器的DUT短路。

重要的是要注意，在100MHz以上，沒有短路這樣的事情，這個內部短路的行為類似于靠近輸入引腳的小電感，輸入引腳和放大器輸入之間的近場電場和磁場耦合不為零，如上面的測量所示，放大器輸入和BNC輸入之間在700 MHz到1.2 GHz幾乎為-3 dB耦合，這就是示波器放大器輸入接地的狀況。

當輸入設置為1M歐姆，系統帶寬從8 GHz降低到大約1.2 GHz，并且滾將速度非常快。

我們如何在無源探測系統中獲得6 dB的增益？

值得注意的是，在1MHz至約200MHz的低頻率下，使用同軸電纜和示波器的1M歐姆輸入阻抗，測量系統響應會顯示出6dB的增益，測量到信號幅度的2倍。

每個電壓源內部都有一些戴維南電壓幅度和戴維南源電阻，對于NoisecomNC1100噪聲源，源電阻為50歐姆。當我們使用示波器50歐姆輸入阻抗測量電壓時，等于創建了一個具有50歐姆源電阻的分壓器。這意味著示波器測量的電壓不是信號源的內部戴維南電壓，而是該電壓的一半。這是我們測量的歸一化信號：發射到50歐姆負載的電壓。

當我們將示波器的輸入阻抗設置為1M歐姆時，從信號源發射到電纜的電壓沒有改變，只是該信號到達1M歐姆的電阻時，其近100％反射并返回信號源，此反射最終由信號源的戴維南電阻終止。

在示波器內，我們測量到兩個波形，即入射波和反射波，這導致測量到的電壓是DUT電壓的2倍。

此特性直接衡量示波器如何與線纜探頭測量系統的相互作用，它不能用VNA測量，必須由示波器本身測量。

考慮到示波器1M歐姆輸入阻抗設置時測量帶寬下降，我們如何設計既具有高帶寬的測量，同時在DC上的具有高阻抗？

高阻抗和高帶寬

同時獲得兩種條件的最佳方法是使用有源探頭，圖5顯示了測量到的電源完整性探頭RP4030傳遞函數，額定帶寬為4 GHz，與測量到的傳遞函數非常匹配。

電源完整性探頭的輸入阻抗在低頻時為50k歐姆，但在100kHz以上下降到50歐姆，需要關注這時的反射。