实验设备的正确端接方法以及重要性

我最近在实验室测试时注意到输出信号上出现的一个奇怪振铃。在解决了这个问题后，我曾试着跟踪振铃到输入信号。图1显示我的电路输入信号，其中的红色方框内为出现的振铃。由于我之前预期的是洁净的阶跃响应，所以我需要找到振铃的原因。后来发现，原来是我的实验设备没有正确地端接。这篇文章说明了如何将实验室设备正确地端接在一起，以及这项技术的重要性。

图1：未知振铃

图2显示了测试电路。此电路的源阻抗为ZS，等于实验室设备的缺省50?的源阻抗，以及输入阻抗Zi。这些值根据电路的需要会有所不同。

图2：测试电路

使用方程式1中显示的反射系数方程式，可以看到，如输入阻抗不等于源阻抗，反射系数将为一个非零值。

方程式1

将Zi设定为远远大于ZS的值会给出一个较大的反射系数。如方程式2所示，将Zi设定为1M?时，反射系数大约为0.9999。这意味着几乎整个输入信号反射回信号发生器，并导致振铃。

方程式2

图3显示OPA350输入上的一个示波器测量截图，此时Zi等于1M?。这显示了一个峰值到峰值电压为4.4mVpp的振铃。

图3：Zi=1M?时的输入波形

为了减少振荡峰值到峰值电压，尽可能地减小反射系数。例如，将Zi减少到1k?，此时的反射系数为0.905。这将会减少被反射回信号发生器的电压幅值。图4显示了OPA350输入上进行测量的示波器截图，此时Zi等于1k?。请注意，峰值到峰值电压被减少到3.2mVpp。

图4：Zi=1k?的输入波形

为了正确端接实验室设备，并且消除反射，Zi必须等于50?的源阻抗。图5显示了一个在OPA350输入上得到的测量值，此时Zi等于ZS。请注意振铃将如何停止。

图5：Zi=ZS时的输入波形

正确端接实验室设备，使电路输入阻抗等于设备的源阻抗对于获得一个洁净的输入信号十分关键。下一次，当你在为寻找未知振铃而挠头时，不要忘了检查你的实验室设备是不是正确端接了。