快速简便验证示波器耦合设置的影响-云帆兴烨

目前示波器提供三种耦合设置：1M欧姆(DC&AC)，50欧姆(DC)，GND,下面我们使用这种验证测量系统带宽的新方法，来分析示波器耦合设置对带宽的影响。

当示波器输入耦合设置为50欧姆时，将使用示波器标称的最高带宽并端接线缆的示波器端以防止反射。当我们需要使用示波器的最高带宽时，应该使用50欧姆耦合设置。

当示波器耦合设置为1M欧姆输入时，无论是DC还是AC耦合，带宽都会下降到大约1.2GHz，这是由于设置1M欧姆输入时，示波器放大器的不同设置，该响应如图所示。

示波器输入耦合的最后一个设置是将示波器放大器输入接地，这会将示波器放大器的输入连接到内部地，但不会将连接到示波器前端BNC连接器的DUT短路。

重要的是要注意，在100MHz以上，没有短路这样的事情，这个内部短路的行为类似于靠近输入引脚的小电感，输入引脚和放大器输入之间的近场电场和磁场耦合不为零，如上面的测量所示，放大器输入和BNC输入之间在700 MHz到1.2 GHz几乎为-3 dB耦合，这就是示波器放大器输入接地的状况。

当输入设置为1M欧姆，系统带宽从8 GHz降低到大约1.2 GHz，并且滚将速度非常快。

我们如何在无源探测系统中获得6 dB的增益？

值得注意的是，在1MHz至约200MHz的低频率下，使用同轴电缆和示波器的1M欧姆输入阻抗，测量系统响应会显示出6dB的增益，测量到信号幅度的2倍。

每个电压源内部都有一些戴维南电压幅度和戴维南源电阻，对于NoisecomNC1100噪声源，源电阻为50欧姆。当我们使用示波器50欧姆输入阻抗测量电压时，等于创建了一个具有50欧姆源电阻的分压器。这意味着示波器测量的电压不是信号源的内部戴维南电压，而是该电压的一半。这是我们测量的归一化信号：发射到50欧姆负载的电压。

当我们将示波器的输入阻抗设置为1M欧姆时，从信号源发射到电缆的电压没有改变，只是该信号到达1M欧姆的电阻时，其近100％反射并返回信号源，此反射最终由信号源的戴维南电阻终止。

在示波器内，我们测量到两个波形，即入射波和反射波，这导致测量到的电压是DUT电压的2倍。

此特性直接衡量示波器如何与线缆探头测量系统的相互作用，它不能用VNA测量，必须由示波器本身测量。

考虑到示波器1M欧姆输入阻抗设置时测量带宽下降，我们如何设计既具有高带宽的测量，同时在DC上的具有高阻抗？

高阻抗和高带宽

同时获得两种条件的最佳方法是使用有源探头，图5显示了测量到的电源完整性探头RP4030传递函数，额定带宽为4 GHz，与测量到的传递函数非常匹配。

电源完整性探头的输入阻抗在低频时为50k欧姆，但在100kHz以上下降到50欧姆，需要关注这时的反射。