电源噪声测量中的陷阱之10X衰减探头的影响-云帆兴烨

正如上一篇文章所展示的那样，EMI/ RFI可能会对电源噪声测量造成严重破坏，在相同的情况下，我们也应始终注意示波器探头的某些特性;即10X衰减探头，通常新示波器都标配这种探头，当使用10X衰减探头而不是带微夹钳前端的BNC探头时，我们会得到什么样的测量结果？

图1是这些测量的示例，我们使用力科HDO8108A示波器进行这些测量，10X衰减探头是力科的PP023 500MHz无源探头。HDO8108A足够智能，可以自动检测10X探头何时连接到其中一个模拟输入通道，其显示的是探头前端的电压。两个波形都使用相同的20mV / div刻度。

图1 使用10X衰减探头（上部）和BNC探头（底部）捕获的信号波形显示不同的噪声水平

如图1所示，两个波形中的噪声拾取量相当，在前端打开的情况下，探头对电场更敏感， 10X探头测量到72 mV pk-pk和11 mV RMS，而同轴探头测量到36 mV pk-pk和4.2 mV RMS。

图2是相同的测量，但前端短接在一起时的状况，在这种情况下，探头对磁场更敏感，然而，两条波形的噪声分量还是相当，这次，10X探头测得33 mV pk-pk和1.6 mV RMS; 同轴电缆探头测得24 mV pk-pk和1.2 mV RMS。

正如上一篇文章中对RF干扰的分析一样，我们了解了这些测量中的噪声源（人造RF，可能是附近设备中有缺陷的时钟）解决RF干扰问题的方法是从DUT到示波器外壳的正确屏蔽。

图3显示了应用适当屏蔽并在探头尖端短路的情况下进行测量的结果，正如所预想的那样，就像在RF干扰实验中一样，BNC探头的信号几乎没有噪声。

然而，10X探头就完全不一样了，请注意，这些波形以相同的10 mV / div刻度显示，但10X探头的噪声是BNC探头噪声的10倍，原因是两个探头在示波器的放大器中看到相同的噪声，但它在10X探头前端反射了10倍。

这些例子表明，如果你使用任何类型的10X衰减探头，并且正在探测示波器底噪或其附近的低电平信号，那么已经有效地放弃了10倍的信号，引入相同数量的噪声，可以预期信噪比（SNR）会降低20 dB。

这个测试示例再次证明，使用任何类型的10X衰减探头，SNR将降低20 dB。在某些情况下，使用10X探头可以很好的完成测试。但不适用于低电平信号，也不适用于示波器噪声基底附近的任何小信号的测试。