示波器测量高频信号为什么要用x10档(二)

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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