輸入阻抗匹配是確保信號(hào)完整性和測(cè)量精度的關(guān)鍵。模擬示波器通常提供 1 MΩ ± x%（高阻）和 50 Ω 兩種輸入阻抗模式，需根據(jù)被測(cè)信號(hào)特性選擇匹配模式。以下是確保匹配的詳細(xì)步驟與注意事項(xiàng)：

一、理解輸入阻抗匹配的核心原理

1. 兩種模式的特性對(duì)比

2. 匹配的重要性

• 信號(hào)完整性：阻抗不匹配會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反射、振鈴或幅度衰減。
• 測(cè)量精度：負(fù)載效應(yīng)會(huì)改變信號(hào)源的實(shí)際輸出，導(dǎo)致測(cè)量值偏差。

二、匹配方法與操作步驟

1. 根據(jù)信號(hào)源特性選擇模式

• 1 MΩ 模式：
  • 適用信號(hào)源輸出阻抗 ≥ 1 kΩ（如邏輯分析儀、低頻傳感器）。
  • 避免使用在 50 Ω 特征阻抗的傳輸線(xiàn) 上，否則會(huì)導(dǎo)致反射。
• 50 Ω 模式：
  • 適用信號(hào)源輸出阻抗 = 50 Ω（如射頻信號(hào)發(fā)生器、高速數(shù)字信號(hào)）。
  • 必須配合 50 Ω 傳輸線(xiàn) 和 50 Ω 終端負(fù)載 使用。

2. 硬件連接檢查

• 1 MΩ 模式：
  • 直接連接信號(hào)源，無(wú)需額外終端。
• 50 Ω 模式：
  • 確保示波器輸入端、傳輸線(xiàn)和信號(hào)源均匹配 50 Ω。
  • 示例：
    • 信號(hào)源 → 50 Ω 傳輸線(xiàn) → 50 Ω 示波器輸入。

3. 示波器設(shè)置驗(yàn)證

• 菜單檢查：
  • 在示波器設(shè)置中確認(rèn)輸入阻抗模式與預(yù)期一致。
• 自動(dòng)校準(zhǔn)：
  • 使用示波器自帶的校準(zhǔn)功能（如 Auto Scale）驗(yàn)證波形是否失真。

三、驗(yàn)證匹配效果的實(shí)用技巧

1. 波形對(duì)比法

• 步驟：
  1. 在 1 MΩ 和 50 Ω 模式下分別測(cè)量同一信號(hào)。
  2. 比較上升時(shí)間、幅度和波形完整性。
• 判斷標(biāo)準(zhǔn)：
  • 50 Ω 模式：波形更干凈，無(wú)振鈴或過(guò)沖。
  • 1 MΩ 模式：若信號(hào)源為 50 Ω，波形可能失真。

2. 負(fù)載效應(yīng)測(cè)試

• 方法：
  • 在 50 Ω 模式下連接信號(hào)源，測(cè)量輸出幅度。
  • 切換至 1 MΩ 模式，觀察幅度是否變化。
• 結(jié)果分析：
  • 若幅度變化 > 5%，說(shuō)明信號(hào)源與 1 MΩ 不匹配。

3. 使用網(wǎng)絡(luò)分析儀驗(yàn)證

• 步驟：
  1. 將示波器輸入端連接至網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端。
  2. 測(cè)量輸入阻抗的頻率響應(yīng)。
• 標(biāo)準(zhǔn)：
  • 1 MΩ 模式：阻抗應(yīng)接近 1 MΩ，且平坦。
  • 50 Ω 模式：阻抗應(yīng)接近 50 Ω，且無(wú)諧振點(diǎn)。

四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

五、實(shí)踐建議與注意事項(xiàng)

1. 默認(rèn)選擇 1 MΩ 模式：
   • 除非明確信號(hào)源為 50 Ω，否則優(yōu)先使用 1 MΩ 模式。
2. 避免混用模式：
   • 同一信號(hào)源不要同時(shí)連接 1 MΩ 和 50 Ω 示波器輸入。
3. 定期校準(zhǔn)：
   • 示波器輸入阻抗可能隨時(shí)間漂移，建議每年校準(zhǔn)一次。
4. 參考手冊(cè)：
   • 查閱示波器與信號(hào)源的技術(shù)手冊(cè)，確認(rèn)阻抗匹配要求。

六、示例：測(cè)量 50 MHz 射頻信號(hào)

七、總結(jié)與推薦

1. 核心原則：
   • 信號(hào)源阻抗 = 示波器輸入阻抗 = 傳輸線(xiàn)阻抗。
2. 推薦實(shí)踐：
   • 高頻信號(hào)（> 50 MHz）優(yōu)先使用 50 Ω 模式。
   • 低頻信號(hào)（< 10 MHz）優(yōu)先使用 1 MΩ 模式。
3. 工具選擇：
   • 高端示波器（如 Keysight DSOX6004A）提供自動(dòng)阻抗匹配功能，簡(jiǎn)化操作。

通過(guò)系統(tǒng)性匹配輸入阻抗，可確保信號(hào)完整性和測(cè)量精度，避免因阻抗不匹配導(dǎo)致的波形失真或幅度誤差。