探头接地环路的自感分析

当采用常规的10：1示波器探头测量数字设备时，性能劣化的主要因素来源于其接地导线的自感。厂商提供的探头性能指标，是将测试夹具直接连接到探头顶尖和探头外屏蔽层测量得到的数据。探头带宽的测量在没有使用接地引线情况下得到的。数字系统工程师父们通常使用的探头顶部是一个塑料外壳的夹子，而从探头套管中间引出一根导线作为接地引线，因此我们需要分析一下这些改变对探头性能的影响。

图3.4是一个典型的示波器探头装置。探头的尖端与被测电路相连，而接地引线则将探头外壳和测试电路上一个方便的地参考点相连。注意，地连接是通过几英寸长的一根完成的。

对于这个探头装置实例，其等效电路如图3.4的下部所示。这里假设示波器探头的输入阻抗为10PF的电容并联一个10M的电阻。可以看到，流入探头的电流必然经过地回路到其源端。地回路的自感，也就是图中的串联的电感L1，对这个电流具有阻抗作用。

自感L1是如何影响测量的呢？把L1的电抗计算到探头的输入负载阻抗中，得到一个有限的上升时间。我们将要计算L1的数值，得出10~90%上升时间，并讨论它的意义。