示波器探頭是如何補償校準的

示波器探測信號，一般有兩種連接方式，第一種是利用同軸電纜把被測信號接到示波器的通道上，第二種是利用探頭把測試信號接到示波器的通道上。大部分工程師在做電路調試的過程中，通常需要利用探頭把被測信號引到示波器的通道上。

在利用探頭探測信號過程中，很多工程師都是拿起示波器就開始直接探測信號，大部分工程師會忘記要對示波器和探頭進行補償校準，最后導致工程師走了很多彎路，測試結果和波形不準確，浪費大量的時間找不到是示波器的問題還是被測電路本身的問題？測試效率大大降低，從而延緩產(chǎn)品研發(fā)進度。

示波器探頭的基本種類

示波器的探頭有電壓探頭、邏輯探頭、電流探頭、溫度探頭、傳感器、光電探頭等。其中電壓探頭是工程師使用最多的示波器探頭。電壓探頭分為無源探頭和有源探頭。有源探頭又分：單端探頭、差分探頭、三模探頭等類型。

電壓探頭：大多數(shù)示波器的探頭是電壓傳感器，探頭探測和傳感的是一個電壓信號并傳送電壓輸入到示波器中；

電流探頭：被設計為檢測通過一根電線的電流，探頭變換檢測到的電流成為相應的電壓信號，然后再將電壓信號傳送到示波器輸入端；

光電探頭：檢測光功率，并將光信號變換為示波器接收的電壓信號；

溫度、機械等傳感器：用于測量不同的現(xiàn)象；

邏輯探頭：用于探測多路并行的數(shù)字信號，進行邏輯分析功能。

探頭為什么要校準？

示波器探頭是把測試信號傳送到示波器輸入端的連線，示波器連接上探頭，它就成為電路的一部分。

探頭作為示波器的一個重要組成部分，如何正確使用探頭，對測試結果影響非常大。特別是有源探頭，目前有源電壓探頭的帶寬最高可達33GHz，有源探頭都有放大器，放大器的增益和偏置隨著溫度和時間老化可能會有漂移，在利用探頭探測信號之前，需要對探頭進行補償，通過對探頭的校準來補償探頭的漂移，經(jīng)過探頭的補償校準后，可以提高探頭的測試精度，同時可以檢查探頭的好壞，如果探頭有問題，探頭補償就會Fail。

注意：不同型號的探頭校準方法可能不一樣，本文詳細介紹了不同類型探頭的校準步驟和操作視頻。

如何校準無源電壓探頭

利用示波器探頭去探測被測信號，使用前一定要進行探頭補償校準，使探頭與示波器匹配，保證示波器系統(tǒng)的測量精度。下面介紹示波器探頭的校準步驟，只要簡單的幾步即可輕松完成無源探頭的補償校準。建議示波器開機預熱30分鐘時間后進行探頭校準。

老一代P6139無源探頭校準步驟

Step1:將無源探頭接到示波器通道上；

Step2:將無源探頭前端夾住示波器的校準信號和地線；

Step3:按一下示波器的Autoset，觀察示波器上的波形，看看是不是標準的方波，如果不是標準的方波，需要利用探頭標配工具調整探頭上面的電容，在無源探頭上有個可調電容旋鈕，用螺絲刀擰動，直至標準的方波波形，判斷的標準如下圖。

新一代TPP系列無源探頭校準步驟：

Step1:將無源探頭接到示波器通道上；

Step2:將無源探頭前端夾住示波器的校準信號和地線；

Step3:點擊示波器的通道菜單，點擊探頭設置，點擊補償探頭；

Step4:查看探頭補償后的狀態(tài)，如果是Pass，說明探頭校準合格，如果Fail，說明探頭有問題。

有源電壓探頭補償原理

有源電壓探頭的補償就是對DC增益和偏置校準，利用夾具把輸出標準的DC直流電壓接到示波器的探頭，再把探頭接到示波器的通道，示波器測出來的電壓和標準電壓進行比較，得到校準因子，然后利用校準因子修正探頭的DC增益和偏置的偏差。

如何校準有源電壓探頭

如果利用有源探頭去探測信號，使用前要進行探頭補償校準，使探頭與示波器匹配，保證示波器系統(tǒng)的測量精度。因此，拿到有源探頭，先要補償校準，有源探頭和示波器第一次使用時必需要補償校準，如果換了示波器的不同通道測量時，也需要校準。建議示波器開機預熱30分鐘時間后進行探頭校準。

Step1:把探頭插到示波器的通道上，探頭的探測前端和探頭校準夾具正確連接，夾具的BNC口通過BNC電纜與示波器的DC Probe Calibration校準輸出連接，還需要給探頭校準夾具供電，見下圖；

Step2:點擊示波器中Vertical菜單下的“Probe Cal…”選項，見下圖；

Step3:選擇對應需要校準的探頭所在通道，按下“Compensate Probe”按鈕，見下圖；

Step4:查看探頭補償后的狀態(tài)，如果顯示"Compensated"狀態(tài)，說明探頭校準合格，如果Fail，說明探頭有問題，見下圖。

總結

探頭作為示波器的一個重要組成部分，如何正確使用探頭，對測試結果影響非常大。在利用探頭探測信號之前，需要對探頭進行補償校準，提高探頭的測試精度。本文詳細介紹了不同型號的無源和有源電壓探頭的校準步驟，保證了測試精度，大大提高測試效率，從而加快產(chǎn)品研發(fā)進度。

審核編輯：符乾江