探头对被测电路的影响

1引言

示波器、逻辑分析仪探头的使用往往会改变被测电路的工作状态。的确，我们都碰到过类似的情形：当用探头测试电路时，电路工作正常，而一旦将探头移开，电路的功能就会紊乱。这是一种常见的现象，也正是我们要讨论的由示波器、逻辑分析仪探头引起的电路负载效应问题。

2探头频率－阻抗特性

任何类型探头的目标都是尽可能对系统提供最小的电负荷。如果探头对系统性能的影响太大，那么探头将不能帮助设计人员检验系统，因为故障原因可能完全是由探头引起的。隔离故障对有效检验故障非常重要，因此，设计人员必须能够预测探头对系统的影响，而不管其是可以忽略不计，还是占主导地位。

一般来说，示波器、逻辑分析仪的探头负荷模型如图1所示。

在较低频率上，电阻器会主导探头阻抗，此时对目标的影响最小。这是因为探头阻抗一般在100kΩ，而目标一般在50-75Ω。两个阻抗并联，会产生最接近目标的阻抗。常见探头在频率提高时，探头开始引入电容，其阻抗开始滚降。一旦阻抗达到目标阻抗的数量级上，来自探头的反射会成为重要问题。

图2来自于《High－speed Digital Design——AHandbook of Black Magic》。从图3可以知道：探头的并联电容越高，阻抗会越低。在高频时，只有并联电容比较重要。

图3为广州致远电子有限公司研制的LA－Probe－E逻辑分析仪探头，由于其在探尖采用了独特的阻尼技术，即使在高频部分(大于100MHz)其输入阻抗也大于550Ω。正是由于高频时仍具有如此大的输入阻抗(一般高频线缆定义阻抗Z0=50Ω。……