关于示波器测试信号源设置与实际输出的探讨

在电子工程专辑社区论坛中，网友“小树树”发起关于“信号源设置与实际输出的设计探讨”的话题：“最近刚接触信号源(泰克AFG3022B)有个迷惑。我设置信号源界面：方波、频率10k；幅度设置：高电平 5V，低电平0V。设置好后，加到我的电路，但用示波器测量我的电路输入时，信号实际输入幅度大于5v，有点迷惑。我认为是阻抗匹配的原因，但还是理解不了。”

网友“ 陈新”回复解释：“ 这是一个常见问题。所有源(至少我见到的)的输出幅度都是按照50ohm匹配时定义的。你的示波器应该被打到了高阻输入档，你可以选择50ohm输入档，应该看到的就是实际情况。而高阻的时候会增加近似的一倍。解释这个现象可以自己画个等效电路，源的等效电路就是一个电压源串联一个50ohm电阻，50ohm的负载得到电压就是仪器的标称输出，如果电压源是V，负载会得到V/2,这个V/2就是标称输出，如果接一个大负载，近似开路的话，就会得到近似的V，这也就是为什么用高阻输入的示波器会得到近似2倍电压的缘故。”

网友“黔黔”帮忙指点：“ 这个很简单，你用TDR测试一下你的负载就好了，看看是否是一个特性阻抗为50欧姆的系统。在高频下，不能用集总电路来考虑，建议回去复习一下电路中均匀传输线理论一章。只有当信号源内阻、传输线的特性阻抗、负载阻抗都相等的时候，信号才能不失真的传输，只要其中有一个不相等，信号就会发生反射，反射信号叠加在信号源上，你测试出来的值当然高了。一般都是50欧姆系统比较多，差分信号100欧姆的多，还有75欧姆的也常见。”

“ 陈新”补充说：“匹配其实有两个概念。一个是资用功率最大匹配，主要是直流和低频的时候；一个是传输匹配，主要是在射频微波小信号的时候达到反射最小。所以在任何时候，都需要做到匹配输出。”

网友“ LRQ9”回帖：“为了不影响被测电路，示波器的输入断被设计成高阻抗的。当信号源输出端开路时，用示波器测出的是信号源的开路电压，接入一个匹配电阻后才能测出标称电压。”

网友“YUGONG”的回帖非常详细：“1.信号源一般为电压源，内阻通常在几十欧，当信号源输出端开路或负载很轻[即负载阻抗很大]时，输出幅度近似信号源的电动势；负载重[负载阻抗小]时，则输出相应降低。2.标准负载阻抗稍微复杂一些，因技术发展历史的关系，电声界音频信号的“分贝”多按600欧平衡负载测量；电信界话音信号的“奈”则按500欧测量；视频、射频信号的测量一般有300、150和 50欧等等。现在随着运放电路的广泛应用，音频信号的负载在许多情况是高阻的。3.因此在测试时应根据不同情况的需要，在信号源输出端跨接相应的标称负载电阻，使测试结果符合要求。”

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帖子整理：Mike Zhang