示波器探頭並不便於在無焊接試驗電路板上進行測量。
建造試驗電路板(麵包板)電路的一個環節是將原型電路連接到示波器或函數產生器等外部測試設備。這通常涉及使用專用探頭或鱷魚夾,而這些工具與電路板的連接往往較為不便。
這並不是說探頭本身難用,而是它們不太適合試驗電路板的使用場景。我就曾無數次遇到過這種情況:示波器探頭不小心將正在測量的元件從試驗電路板上拉了出來。重新插入元件既浪費寶貴時間,若在重新組裝電路時出現失誤,故障排除所需的時間就更長了。
另一種方案是使用雙絞線和香蕉插頭轉 BNC 配接器
一個巧妙的解決方案是使用如圖所示的香蕉插頭轉 BNC 配接器。此組件由配接器本身和一對 22AWG 雙絞線構成。雙絞線的一端連接到試驗電路板上,另一端則被固定在配接器的小孔與螺紋套環之間,透過擠壓來連接。這種連接方式既整潔穩固,又不會因拉扯而導致元件從試驗電路板上脫落。
頻率、電壓和電流限制
請注意,這種「探頭」有其限制。它的工作方式類似於傳統的 1X 探頭,可能會為被測設備帶來負載效應,從而導致測量不準確。此外,儘管絞合導線有助於改善性能,但其效果仍不如同軸電纜。根據天線互易性原理,訊號會發生進出系統的洩漏。因此,此方案不適用於高頻射頻應用。不過,這種高頻限製本質上是由試驗電路板本身的特性所決定的。
技術提示:10倍(10x)示波器探頭採用高阻抗設計,旨在最大限度地減少電路負載效應。這與直接連接形成了鮮明對比——尤其是當示波器或頻譜分析儀配置為 50ohm 輸入阻抗時。這種低阻抗特性往往會對初級技術人員和工程師造成隱患,因為施加於被測設備(DUT)上的低阻抗負載可能會導致設備故障。
安全性
最後,還有一個適用於所有非防觸電型香蕉插頭的安全性問題。它們不適合用於高壓連接,因為如圖所示,其裸露的金屬部分會對人員構成觸電風險。此外,試驗電路板本身在電壓和電流方面也有限制。
必須明確一點:切勿在高壓電路中使用試驗電路板。試驗電路板上的導線很容易鬆脫,而人們往往會下意識地重新插入導線,從而使操作者面臨觸電危險。使用安裝在 DIN 導軌上的接線端子則是安全得多的替代方案。
技術提示:本文中提到的「防觸電」(touch-safe)一詞,是指一類絕緣香蕉插頭及相關配件。優質三用電表就是一個典型例子,其前面板和探頭連接處均採用了絕緣設計。請注意,這並不意味著它們百分之百安全,但這種設計能確保您的手指無法接觸到裸露的導體。
結語
這種雙絞線連接技術是無焊接試驗電路板原型設計實驗的強大補充。就頻率和電流限制而言,該技術通常與試驗電路板的性能相符。
最後,讓我們思考一個問題:如果使用 10 倍(10x)示波器探頭將函數產生器連接到電路,會遇到什麼問題?為什麼在連接函數產生器時,雙絞線和 BNC 轉接頭是更理想的選擇?
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