相信大家都有這種經(jīng)歷，調(diào)試一個(gè)有問題的電路，想看看波形，結(jié)果接上探頭電路就正常了，拿開探頭電路就又出問題。這就是負(fù)載效應(yīng)引起的。示波器在1mω阻抗模式下的等效模型比較復(fù)雜，大致可以等效成是1mω和一個(gè)十幾pf的電容并聯(lián)在一起的形式。
這個(gè)1mω是示波器的規(guī)范。而電容是我們并不想要但是又不可避免的寄生參數(shù)。在dc和較低頻時(shí)，1mω起到主導(dǎo)地位。而當(dāng)頻率超過10m以后，電容會(huì)成為主要的負(fù)載。由于這兩個(gè)參數(shù)的引入，就會(huì)使得測量時(shí)的信號(hào)與原信號(hào)有差異，從而使測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。那么差異有多大呢，這也要取決于您的被測電路的輸出電阻和負(fù)載。就按上圖的例子來說。根據(jù)，可變?yōu)椋?br>可知原信號(hào)為；低頻信號(hào)的差異主要是戴維寧輸出電阻re與1mω的分壓決定，而高頻時(shí)，則需要再加上re與16pf容抗的分壓。
經(jīng)計(jì)算可知，如果re的值是10ω，而是200m，則示波器的負(fù)載效應(yīng)會(huì)造成-0.2db左右的偏差。而如果您系統(tǒng)的re是25ω，那么這個(gè)偏差會(huì)達(dá)到-1db。如果是50ω呢，100ω呢，無疑誤差會(huì)越來越大。
示波器為了使得測量更加準(zhǔn)確，是必須在內(nèi)部加一些補(bǔ)償措施將這些偏差補(bǔ)償回來的（當(dāng)然這種補(bǔ)償只是相對于測量結(jié)果與原信號(hào)而言的，內(nèi)部補(bǔ)償是無法減小測量時(shí)信號(hào)與原信號(hào)之間的差異）。那具體應(yīng)該按那種情況來補(bǔ)償呢。前面我們已經(jīng)知道，高速信號(hào)中，50ω系統(tǒng)是使用最廣泛的，所以我們選擇50ω系統(tǒng)即re=25ω的情況下進(jìn)行補(bǔ)償。示波器廠家都會(huì)在這種情況下將信號(hào)補(bǔ)償?shù)淖詈?。所以如果您?0ω系統(tǒng)，出的結(jié)果影響與原信號(hào)最為接近。如果您的等效輸出電阻與25ω相差很多且需要測量的頻率較高，則需要評估測量誤差是否在您允許的范圍內(nèi)。建議使用10:1探頭進(jìn)行測量，因?yàn)槠浼纳娙菀仁静ㄆ鞯?，?:1探頭的負(fù)載電容基本上是50pf左右的，其負(fù)載效應(yīng)比示波器本身要嚴(yán)重的多。如果10:1探頭仍然不能滿足您的需求，就要選擇寄生電容更小的有源探頭進(jìn)行測量了。
試想一下，如果用示波器直接與高頻相連，測量信號(hào)輸出的高頻信號(hào)，而高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出電阻都是50ω，那會(huì)發(fā)生什么情況呢。由上文可知，負(fù)載相應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響測量結(jié)果。再結(jié)合傳輸線理論，可知會(huì)有一個(gè)反射波反射回信號(hào)源，這對于一些精密的儀器這可能是致命的。所以這時(shí)候需要加入一個(gè)50ω端接適配器或者使用內(nèi)部50ω檔位。這樣既大大減小信號(hào)的反射，又可以使得測量出的信號(hào)受負(fù)載效應(yīng)影響最小。這就是示波器50ω阻抗的作用了。