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示波器测量高频信号为什么要用x10档(二)

·2020-03-11 18:52·电子发烧友
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X1档像X10档那样并联一个 电容 进行补偿来做更高的带宽到底行不行?

上期举例,在R1=200Ω,R2=1MΩ,C2=100pf时

根据公式R1*C=R2*C2

计算的C=500nF

这样并联一个500nF电容可以做更高的带宽吗?

这个答案自然是不能的,不然厂家也不会那么傻,几乎不增加成本的情况下,能做更高带宽的话为什么不呢?

那么技术上为什么不可行呢?

思考了下,这个问题肯定出在这个500nF电容上面,想想这个电容容值这么大,500nF,而后级的电容才100pf左右,这是差了5000倍啊,完全不是一个量级,头重脚轻的,直觉都觉得有问题。

当然,分析问题总不能靠直觉吧。

要把带宽做高,自然是这个补偿等效 电路 模型在高频的情况下也能有效。于是想到了电容高频特性,高频模型如下:

这个想必大家应该都见过,实际 电容器 会存在ESR(R1),由于介质都不是绝对绝缘的,因此会有 电阻 R2,还有寄生 电感 ,或者是电容的引线电感L1。

频率- 阻抗 特性如下:

上图是某100nF贴片陶瓷电容的特性,“V”字底部对应为谐振频率,谐振频率大概是20Mhz左右。

根据谐振公式

同种类型,同种封装500nF贴片陶瓷电容寄生电感应该跟100nF差不多,因此推算500nF对应谐振频率大概是8.9Mhz。

这个谐振频率8.9Mhz意义着什么呢?

信号频率为8.9Mhz时,这个电容等效为一个纯电阻;信号小于8.9Mhz时,电容主要呈容性,而在信号大于8.9Mhz时,这个电容主要呈感性。

那么问题到现在应该清楚了,如果我们用这种方式去补偿,在高频阶段,电容都主要呈电感性了,那个电容补偿的电路模型都不对了,还咋补偿啊。

看X10档为什么可以,X10档对应的那个电容为20pF,按照上述方式推算谐振频率为1.4Ghz,而 示波器 带宽到200-300Mhz,在这个频率,电容主要还是容性的。

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