为什么存在引线无法抓取波形的问题

Question

不知道大家有没有遇到这样的问题，前端时间我在一块充电电源板上想抓一下这个检测充电线接入的IO口处的波形（正常他是检测到有一个下拉动作来逻辑判断出是否接入），在功能正常的情况下，却发现实际引线出来用探头夹住，示波器上抓不到波形，就跟该引脚悬空了一样。后面怀疑是虚焊，我接地夹夹地，用探头针直接点在要测的信号的电阻元件的焊脚，却依然抓不到波形。可若是把该电阻件换一个重新焊接，就能正常抓到波形，引线出来也可以。你说他虚焊或者元件损坏，可他功能正常，你说他正常吧，又抓不到波形。大家对这个现象有什么看法吗？

Answer 1

上午好☀️☀️☀️️
本答案参考通义千问

这种情况可能涉及多个因素，包括电路设计、探头使用、测量技术等。以下是一些可能的原因和解决方案：

1. 探头接地问题：

   • 原因：如果探头的地线没有正确连接到参考地（如电路板的地），那么示波器可能会读取到错误的波形。
   • 解决方案：
     1. 确保接地夹与电路板的地线有良好的接触。
     2. 尝试将接地夹夹在更靠近测试点的位置。

2. 探头带宽限制：

   • 原因：如果你使用的探头带宽不足，它可能无法捕捉高频信号。
   • 解决方案：
     1. 使用更高带宽的探头。
     2. 检查探头的频率响应曲线，确保其能够覆盖你要测量的信号频率范围。

3. 共模抑制比（CMRR）问题：

   • 原因：如果信号源和探头之间存在较大的共模电压，而探头的CMRR不够高，可能会导致测量误差。
   • 解决方案：
     1. 使用带有高CMRR的差分探头。
     2. 选择合适的探头类型（如无源探头或有源探头）以提高测量精度。

4. 信号耦合方式：

   • 原因：某些信号可能是通过电容耦合或磁耦合传输的，而不是直接通过导线。
   • 解决方案：
     1. 使用适当的耦合方式（如AC耦合或DC耦合）。
     2. 检查电路中是否有电容或变压器等耦合元件。

5. 引线寄生效应：

   • 原因：长引线可能引入额外的寄生电感和电容，影响信号的完整性。
   • 解决方案：
     1. 尽量缩短探头引线长度。
     2. 使用短的接地引线，并确保其尽可能靠近测试点。

6. 测量设备设置不当：

   • 原因：示波器的设置不当，如触发模式、时基设置、输入耦合等。
   • 解决方案：
     1. 调整示波器的设置，确保触发模式、时基和输入耦合正确。
     2. 尝试使用不同的触发模式（如边沿触发、脉冲触发等）。

7. 信号干扰：

   • 原因：外部电磁干扰或电源噪声可能会影响测量结果。
   • 解决方案：
     1. 屏蔽测试环境，减少外部干扰。
     2. 使用屏蔽线或滤波器减少干扰。

8. 元件特性变化：

   • 原因：某些元件（如电阻）在长时间使用后可能性能下降，导致信号衰减。
   • 解决方案：
     1. 更换有问题的元件，特别是那些已经多次焊接过的元件。
     2. 检查元件参数，确保其符合设计要求。

示例代码

假设你在编写一个简单的程序来控制示波器，以下是一些可能有用的代码片段：

import pyvisa

# 初始化资源管理器
rm = pyvisa.ResourceManager()

# 打开示波器连接
oscilloscope = rm.open_resource('USB0::0x1AB1::0x0588::DS1ZA222305908::INSTR')

# 设置触发模式
oscilloscope.write('TRIGger:MODE EDGE')
oscilloscope.write('TRIGger:EDGE:SOURCE CH1')

# 设置时基
oscilloscope.write('TIMebase:MAIN:SCAle 0.1')  # 例如，设置为100ms/div

# 设置输入耦合
oscilloscope.write('CHANnel1:COUPling DC')

# 采集数据
data = oscilloscope.query('CURVe? CH1')

# 处理数据
print(data)

# 关闭连接
oscilloscope.close()

总结

以上是一些可能导致无法抓取波形的常见原因及解决方案。你可以逐一排查这些问题，以找到最合适的解决方法。