浅谈鳄鱼地线对高频信号测试的影响

对于高频信号测量时，探头的鳄鱼接地线是万恶之源，无论多好的仪器都无法发挥价值，这是为什么呢?

1、高频晶振实测对比

我们先来感受一下，探头地线长与短其测量结果有何不同。

以晶振信号测量为例，如图1所示为常规的鳄鱼线接地测量方法，可看到信号过冲严重伴随振荡，和想像中的方波不一样。而图2所示的短地线弹簧接地测量方法，波形端正不少，显然资深工程师的方法没错。

图1 常规(鳄鱼线)测量方法(错误)

图2 短地(弹簧地)测量方法(正确)

2、核心区别：电感

种种迹象表明凶手就是“地线”

如图3所示为示波器使用探头进行信号测量理论上的等效模型。探头与示波器组成具有一定输入电阻和输入电容的测试设备;被测量信号等效为具有一定内阻与工作负载的源。

图3 理论测量等效模型

由于地线是一根导线，因此它有一定数量的分布式电感，线越长电感则越大。常规的测量方法就会由鳄鱼线引入分布式感，此时它的等效模型如图4所示的LG电感，这一电感将与探头电容相互影响，在LG和CP值确定的某个频点上形成谐振，导致减幅振荡现象的产生。

图4 长地线(鳄鱼线)测量等效模型

谐振点在频域及时域的影响如表1中所列图示。其中短地线(弹簧地)测量用图3所示模型分析;长地线(鳄鱼线)测量用图4所示模型分析。

可以发现，长地线测量对应的时域响应，其特征和我们前面常规(鳄鱼线)测量的波形相似，也验证了理论分析的正确性。

探头地线在电路中增加了分布电感;地线越长，电感越大，与探头的电容形成谐振频点，会在快沿脉冲上产生明显过冲减幅振荡。因此测量高频信号时，探头接地线越短越好。

所以，高频信号测量时不能只盯着仪器，一定要留意地线，越短越好。宁可自己焊一段短的导线，您也千万别用鳄鱼地线。

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审核编辑：汤梓红