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为何示波器阻抗常设为1M和50欧？

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简介：
本篇技术文章探讨了示波器常用两种输入阻抗（1M欧姆与50欧姆）的原因及应用场景，帮助读者理解其背后的技术原理。 使用过示波器的人会注意到，带宽超过200MHz的示波器通常有两种输入阻抗可以选择：一种是常见的1MΩ，另一种则是本段落重点介绍的50Ω。这个50Ω的作用是什么？既然输入阻抗应该是越高越好，为什么会有这样的设置呢？接下来我们将一起探讨这个神秘的50Ω选项。

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  • 为何示波器阻抗常设为1M和50欧？
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    本篇技术文章探讨了示波器常用两种输入阻抗（1M欧姆与50欧姆）的原因及应用场景，帮助读者理解其背后的技术原理。 使用过示波器的人会注意到，带宽超过200MHz的示波器通常有两种输入阻抗可以选择：一种是常见的1MΩ，另一种则是本段落重点介绍的50Ω。这个50Ω的作用是什么？既然输入阻抗应该是越高越好，为什么会有这样的设置呢？接下来我们将一起探讨这个神秘的50Ω选项。
     
  • 基础电子中为何示波器阻抗为1M和50欧？
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    本文探讨了在基础电子学领域中，示波器通常采用1兆欧姆输入阻抗及50欧姆输出负载的原因及其背后的物理原理。 使用过示波器的人会注意到，带宽超过200M的示波器通常有两种输入阻抗选择：一种是常见的1MΩ，另一种则是本段落要介绍的重点——50Ω。为什么会有这个50Ω选项呢？一般来说，人们认为输入阻抗越高越好，但实际情况并非如此。接下来我们将深入探讨这个神秘的50Ω。 为了理解这个问题，我们需要先了解一下传输线的概念。就像讲述历史时需要插入一些军事理论知识一样，在解释50Ω之前，我们也必须讨论一下传输线的工作原理。众所周知，电信号实际上是通过电磁波的形式在传输线上传播的。当传输线路长度不再远小于信号波长时，我们就不得不考虑这种“波”的特性。 类似于光从一种介质进入另一种介质会发生反射现象，电信号也会发生类似的反射问题。这些反射会导致什么样的结果呢？您的信号可能会受到破坏，具体表现为图1所示的情况（此处省略了具体的图片链接）。
     
  • 为什么PCB设计通常会控制在50欧姆阻抗
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    简介：本文探讨了为何PCB设计中传输线阻抗常设定为50欧姆，分析其对信号完整性、减少反射及匹配常用信号源与负载的影响。 在进行PCB设计的过程中，在走线之前通常需要对项目进行叠层设置，并根据厚度、基材及层数等因素计算阻抗值。 图1 展示了典型的叠层信息图表，从中可以看出，单端网络的设计一般遵循50欧姆的标准。那么为什么选择这个数值呢？首先，默认采用的50欧姆标准得到了业界广泛认可。实际上，这通常是由某个权威机构制定的标准所决定的，在电子技术领域中尤其如此。 在军事应用方面，这一标准尤为突出——许多技术最初应用于军用设备，并逐渐推广到民用市场。特别是在微波技术发展的早期阶段（如二战期间），阻抗的选择完全取决于实际需求而没有一个统一的标准值。随着技术的进步，需要确立一种既能满足经济性又便于使用的阻抗标准。 在美国，当时最常用的导管是由现有的标尺竿和水管连接而成的组合体，其中51.5欧姆较为常见；但同时也有许多适配器、转换器等配件能够兼容50-51.5欧姆范围内的阻抗。为解决陆军与海军之间的技术差异问题，一个名为JAN（后来更名为DESC）的组织应运而生，并专门针对这一需求发展出了一套MIL标准，在综合考虑各种因素后最终确定了使用50欧姆作为统一标准。 随后，基于此标准制造的各种导管和线缆被广泛采用。相比之下，在欧洲地区最初的标准是60欧姆；不过随着时间推移，全球范围内逐渐趋向于采纳美国所确立的50欧姆这一通用规范。
     
  • 为什么使用50欧姆的阻抗匹配？
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    在电子工程领域，50欧姆常被用作标准传输线阻抗值。本文探讨了为何选用该数值进行信号传输中的阻抗匹配，并解释其背后的原理和优势。 大多数工程师偏爱将50欧姆作为PCB传输线的阻抗值（有时这也是PCB板的默认设置），那么为什么不是其他数值呢？
     
  • 50欧姆阻抗天线设计（双层板实现50欧姆特性阻抗的技巧）PNG格式
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    本文介绍了如何在双层印刷电路板上设计并实现具有50欧姆特性阻抗的天线，提供了实用的设计技巧和方法，并以PNG格式展示关键步骤与参数。 非常好的文章，介绍了两层板天线的50欧姆阻抗设计以及多层板的设计方法。
     
  • CAN为何要接120欧姆终端电阻
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    在CAN总线通信中，接入120欧姆终端电阻是为了确保信号稳定传输，减少反射波干扰，保证数据准确性和提高系统稳定性。 为什么不能直接在一端使用60Ω的电阻？终端电阻的作用是使阻抗连续并消除反射，那么为何只在物理上最远的两个节点添加匹配电阻，而不是在整个电路的所有节点都加上匹配电阻呢？
     
  • 接地电阻合格标准及为何应低于4欧姆
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    本文探讨了接地电阻的合格标准，并详细解释了为什么接地电阻需要保持在4欧姆以下的原因及其重要性。 接地电阻应不大于4欧姆。在380/220伏特的低压系统中，接地电流通常不超过几安培，因此规定接地电阻不能超过4欧姆；当容量低于100千伏安时，允许将接地电阻放宽至最大10欧姆。
     
  • 220V电源指示灯中LED为何经常因电阻串联而损坏？
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    本文探讨了在220V电源指示电路中，由于设计不当导致LED通过电阻串联连接时容易受损的原因，并提供了一些改善方案。 本段落主要探讨了220V电源指示灯中的LED在与电阻串联使用时常被烧毁的原因，并对此进行了详细解析。让我们一起来学习这个问题的具体原因吧。
     
  • 基于阶跃阻抗波导的带通滤波器设计
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    本研究探讨了利用阶跃阻抗波导技术设计高选择性、低损耗的微波带通滤波器的方法，并分析了其在通信系统中的应用潜力。 利用阶跃阻抗谐振器（SIR）结构设计波导带通滤波器可以减小体积，并将杂散谐振频率向高端推移，从而增加阻带宽度，使结构的设计更加灵活自由。通过电磁场仿真软件对尺寸进行优化后，实际制作了一个中心频率为780 MHz的SIR带通滤波器（通带差损小于0.7 dB）。实测结果与仿真结果吻合良好，并达到了预期指标参数。该滤波器具有体积小、结构简单且易于加工等优点。
     
  • 示波器输入阻抗匹配技巧-经验分享
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    本文章详细介绍了如何进行示波器输入阻抗匹配，旨在帮助工程师们解决实际操作中的问题，并提供有效的解决方案和实践经验。 在电子技术领域，示波器是一种至关重要的工具，用于观察和分析电气信号的变化。进行测试时确保示波器的输入阻抗与被测设备的输出阻抗匹配非常重要，因为这直接影响到信号的准确性和完整性。 理解输入阻抗的概念是关键。示波器的输入阻抗是指其“看”到的负载，当连接到信号源时，它应尽可能地接近无穷大，以减少对信号源的影响。理想情况下，示波器的高输入阻抗不会吸取任何功率，因此不会改变信号幅度。然而，在实际应用中，示波器的输入阻抗通常是有限的，例如1MΩ。对于某些应用如高频或低功率信号而言，匹配50Ω的输入阻抗更为合适。 在描述的问题中，客户使用的是Pico示波器，默认输入阻抗为1MΩ。当试图测量一个输出阻抗为50Ω的信号源时，产生了波形振荡的现象。这是由于阻抗不匹配造成的反射效应，类似于电磁波在传输线中的来回反弹。这种反射会扭曲信号形状，使得测量结果不准确，并可能导致过大的电压峰值从而损坏示波器。 为了解决这个问题，通常需要使用适配器或直通端子来匹配输入阻抗。在这种情况下，一个50Ω转1MΩ的直通端子被添加到测试链路中，有效地将示波器的输入阻抗转换为50Ω以与信号源匹配。这样反射被最小化，波形振荡消除，从而能够获得稳定的、无失真的测量结果。 值得注意的是，在某些情况下如测量高电压信号时，示波器的高输入阻抗是必要的以免信号衰减。然而对于50Ω系统（例如射频或微波应用），匹配50Ω输入阻抗可以减少信号损失和反射。 此外，输入阻抗匹配还涉及到示波器的最大测量电压限制。在本段落提到的例子中，当输入阻抗为50Ω时，示波器最大测量电压限制为5VRMS。这意味着如果所测信号超过这个电压范围，则可能会损坏阻抗匹配电路。因此，在选择示波器或配置输入阻抗时必须考虑信号的电压水平以防止过载。 正确理解并处理示波器的输入阻抗匹配是进行有效信号测量的关键步骤。通过适当地匹配输入阻抗，可以避免信号失真、提高测量精度，并保护测试设备免受潜在损害。在实际工作中根据信号源特性（例如频率和电压范围）选择合适的示波器及相应配件对于保证测试质量至关重要。