差分探头

only5784

差分探头 [复制链接]

差分探头的原理是什么?能不能自己diy一个?

mutoudonggua

不懂帮顶

zzzzer16

新的有源探头体系结构使GHz级以上的千兆信号的完整性测量变得更加容易、精度也更高，但这只对于了解探头的工作原理和探头的两种拓扑结构之间优劣的用户而言的。 　　宽带宽示波器和有源探头的用户历来可以在单端探头和差分探头之间作出选择。测量单端信号(对地参考电压)，你使用的是单端探头，而测量差分信号 (正电压对负电压)，你使用的是差分探头。那么，为什么你不能只买差分探头来测量差分信号和单端信号呢？实际情况是，你可以这样做，但又存在实实在在的理由使你不能这么做。与单端探头相比，差分探头价格较贵，使用不大方便，带宽也较窄。 　　新的探头体系结构，如 Agilent 113X 系列的体系结构可以探测差分信号，也可以探测单端信号，而且基本上使人们不反对使用差分探头。这些探头是通过可互换的端头来提供这种能力的，而各种可互换的头经过优化，可以点测、插入插座和焊入探头。这种结构给有源探头的用户提出了新问题：测量单端信号，到底该用差分探头还是该用单端探头？答案是应由性能和可用性两个方面的权衡结果来定夺。  　　只要使用Agilent 1134A型 7 GHz 探头放大器的简化模型 (图1) 和已测数据以及焊入的差分和单端探头端头 (图 2)，你就可以比较它们的带宽、保真度、可用性、共模抑制特性、可重复性和尺寸大小等方面的差别。这些探头端头的物理连线几何形状相同，所以它们之间的主要性能差别是由差分拓扑结构和单端拓扑结构引起的。探头性能测量是采用 Agilent E2655A 纠偏/性能验证夹具和 Agilent 8720A 20 GHz 向量网络分析仪或者 Agilent Infiniium DCA (数字通信分析仪)采样示波器进行的。  　　图 1 差分探头和单端探头的简化模型的主要区别在于，差分探头的地线电感是与放大器输入端串联的，而不是与探头的“地”串联的。  　　图 2 单端探头端头和差分焊点埋入探头端头的放大图表明单端探头既简单又尺寸很小。 　　如前所述，单端探头的带宽通常比差分式探头宽。那么，这种差别是由物理学的某些基本定律决定的，还是实现差分体系结构这一现实情况造成的？为了探讨这个问题，请看差分探头和单端探头的连线寄生参数的简化模型（图 1）。差分探头和单端探头的几何形状相同导致它们的电感和电容值也相同。宽、扁的导体(探头片)可以降低单端探头的 LG (接地电感)值,但不明显。要注意的是，差分探头的两个输入端都有一个末端电阻器，而单端探头只在信号输入端有一个末端电阻器，地线中则没有电阻器 (在实际探头中为一个0Ω的电阻器)。这些电阻器是适当抑制输入连线的LS和CS引起的谐振所必需的 (参考文献 1)。 　　对单端探头模型的分析表明了电感器和电容器的价值和 LG 的重要作用。在高频段，接地电感会在被测设备地和探头地之间产生一个电压，从而减少衰减器/放大器输入端的信号强度。如果你能降低 LG，探头的带宽就可以增大。 　　要减少接地电感，就要缩短地线或者加粗地线。极限条件下，理想的地线是短而宽的平面导体，或者是包围信号线的圆柱体(形成同轴探头连线)。这些理想的地线对于现实的探测来说通常都是不切实际的，而且还会大大降低单端探头的可用性。把单端探头限制在一个无法用于实际测量的同轴夹具中也是不现实的。 　　对用差分信号 (VCM=0, VP=VM) 驱动的差分探头模型的分析表明，由于正信号连线和负信号连线的固有对称性，这两根连线之间存在着一个净信号值为零的平面。人们可以把这个“有效的”地平面看作是与被测设备接地平面和探头放大器地线连接的。考虑到这个有效的接地平面，你就可以分析半个电路的模型，在这一模型中，地平面上方的信号环路面积大约是整个环路的一半，因此，具有单端探头模型电感的一半。对这半个电路模型的分析表明其带宽宽得多了。此外，这个有效地平面是理想的地线，而又不妨碍探头的可用性。 当一个单端信号源驱动差分探头时，人们可以采用叠加原理来确定整个响应特性。在该模型中，你可以通过使 VCM=VP=VM 来施加单端信号。 　　对于叠加的第一项，你要切断 VCM，而对于第二项，你要切断 VP 和 VM。第一项就是对单端信号的差分分量的响应，所以该响应与前面的分析相同。第二项是对单端信号共模分量的响应，所以，探头的共模抑制特性决定这一响应。来源：电子设计应用

flyinsky

l楼上的说明好详细，谢谢。

davisxie

细 版主好文章

qoomd

3楼的只分析在高频测量上差分探头的优点，不过也隐含了一个重要的特性：由于共模干扰噪声得到抑制，可用于测量微弱（mV级）差分信号，比如，磁头的输出信号。

czl618

进口的差分探头如P5205,市价高达五位数,目前国内还没有一家能完全仿制出来,杭州有一家做出的产品仍达到同类产品的技术要求,如深圳有一家也想试制,具我所知,花了近二年的时间,投入近二十多万,至今产品仍达不到同类的技术要求,开发的产品用户不认可(有些技术指标仍达不到要求).
   本人维修过很多差分探头,(包括台湾产的)按我理解,5205为例,这款产品,生产工艺相当水准,所以板上器件参数均可见,所以,这样一来给很多的商家提供了可复制的机会,事实真的如此吗?回答是否定的,这款产品,按现在的技术条件想复制是很容易的,但复制出来能不能用就是另外一回事了,老美的产品不承认它的技术是不行的,原产品至所以保甾器件所有参数,他们有绝对把握,相信一般工厂或公司是做不出来的,至如个人,那就要看你的功底如何,如果你以为你有一定的硬件技能,但没有深入接触过这类产品,想自己做出来,也是难上加难,,那么对这个产品真的就没有办法复制了吗?我想只要你达到这几个条件后,做出来也是小菜一碟,
  第一,必须了解电路原理设计,对每一个器件的性能与作用必须充分了解.第二,必须熟悉此产品的生产工艺,由于产品基本特征为高频高压,不仅要求对电子技术的充分了解,还要对强电等知识的了解,第三,最重要的一点,做出的产品,根据不同的情况可准确判断出故障或原因所在,没有这一点,想做出来我想绝对不可能,第四,以上三点必须同时发生在一个人身上,也就是说,只有你同时具备上述三条,(差一条都难)做出来你就容易了,这对你来说是小菜一碟了.

     你现在用的产品如果发生故障,你千万不可在没有搞清楚的情况下自行处理,这不是一般家电,或一般仪表,按我维修的经验来说,板上有几个可调部分,只要你稍动一下,我可以告诉你,你即便是修好了,经你这样一调,破坏了所有技术指数(还有更换的部件)在电路板上,可调部分和输入部分,是这款产品的核心,老美国至所以保男女老少器件上所有参数,就是想让你动,只要你一动,就完全破坏了统调,导致产品技术参数改变,仍至产品报废,所以,我劝你没有绝对把握最好送专业人员维修.
              如果你的差分探头有什么故障,可以与我联系QQ708970269

pintech

分探头主要用于观测差分信号。差分信号是相互参考、而不是以地作为参考点的信号。普通的单端探头也可以测量差分信号，但得到的信号与实际信号相差很大，有可能出现“地弹”现象。
　　例如：台湾品致PT-8110差分探头，属于有源差分探头，主要用于观测差分信号。差分信号是相互参考、而不是以地作为参考的信号。差分信号尽管也可以使用配对的单端探头来测试，但差分探头提供了更高的性能：高CMRR、宽频率范围及输入间最小的时间偏移。差分探头的差分信号通过两条互补的线传送数据，一对信号同时传输到接收机，然后相减，得到原始信号。随着速率提高，差分信号变得越来越常见。差分信号消除了共模噪声，减少了对发射机与接收机之间公共参考电压的需求(信号通常会与这一电压进行比较，来确定逻辑电平)，同时消除了某些信号完整性问题，如“地弹”。
      产品特点：
　　电压限制以最小的DC+Peak AC 和有效值为准；
　　当电池电压不够时，探头前面板的指示灯会自动熄灭；
　　配带电源适配器，测试使用时更方便
　　探头接上电源就可以直接使用，在对信号测量精度要求高的情况下使用适配器供电比电池供电杂讯更低。

pintech

分探头主要用于观测差分信号。差分信号是相互参考、而不是以地作为参考点的信号。普通的单端探头也可以测量差分信号，但得到的信号与实际信号相差很大，有可能出现“地弹”现象。
　　例如：台湾品致PT-8110差分探头，属于有源差分探头，主要用于观测差分信号。差分信号是相互参考、而不是以地作为参考的信号。差分信号尽管也可以使用配对的单端探头来测试，但差分探头提供了更高的性能：高CMRR、宽频率范围及输入间最小的时间偏移。差分探头的差分信号通过两条互补的线传送数据，一对信号同时传输到接收机，然后相减，得到原始信号。随着速率提高，差分信号变得越来越常见。差分信号消除了共模噪声，减少了对发射机与接收机之间公共参考电压的需求(信号通常会与这一电压进行比较，来确定逻辑电平)，同时消除了某些信号完整性问题，如“地弹”。
      产品特点：
　　电压限制以最小的DC+Peak AC 和有效值为准；
　　当电池电压不够时，探头前面板的指示灯会自动熄灭；
　　配带电源适配器，测试使用时更方便
　　探头接上电源就可以直接使用，在对信号测量精度要求高的情况下使用适配器供电比电池供电杂讯更低。
       需要详细资料的可以加我  290607930

thy0070

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