示波器電壓探頭和電流探頭一樣嗎

示波器電壓探頭和電流探頭是不一樣的，電壓探頭是測電壓信號用的，輸出為電壓值，電流探頭是測電流參數(shù)用的，輸出為電流值，下面就給詳細介紹下：

電壓探頭大體分為三類

無源探頭，有源探頭，一些特殊應用場合的探頭

高低溫探頭(極限溫度探頭)

很多工程師需要使用示波器探頭探測位于環(huán)境溫度艙中的產品，以驗證產品在不同工作溫度條件下的性能，或確定高溫或低溫條件下導致產品故障的原因。極限溫度測試的溫度范圍通常會超出探頭的指定標準，從而造成探頭參數(shù)偏差甚至損壞探頭。

市場上的大部分有源或無源探頭都有特定的工作溫度范圍，從0至50℃不等。但是，是德科技提供了多種支持從–40至+85℃或更大溫度范圍的極限溫度探測解決方案。它們可允許用戶在溫度艙內使用探頭和探測附件，而將探頭適配夾和示波器放置于溫度艙外。

對于超出極限溫度范圍測量的擴展溫度測試，是德科技還提供了N5450BInfiniiMax極限溫度延長電纜和系列差分探測系統(tǒng)，讓工程師能夠在更寬泛的溫度范圍內進行信號探測。與KeysightN5381A或N5441A差分焊入式探頭結合使用時，該解決方案為工程師提供最寬泛的溫度范圍(-55℃至150℃)，這也是汽車電子器件測試規(guī)定的最大溫度范圍。

針對亞毫伏級電壓波形的測試，是德科技N2820A探頭可以做電壓探頭使用測試3微伏到1.2伏的電壓。

特殊應用場合的探頭選擇比較簡單，只需要根據(jù)實際應用進行選擇既可。

無源探頭根據(jù)不同的衰減比提供不同的測量電壓范圍，如果需要高精度測試，在探頭測試電壓范圍滿足的情況下選擇要盡量低的衰減比以減少噪聲。比如電壓紋波的測試就要盡量選用1:1探頭，1:1無源探頭可以滿足大部分情況下的電壓紋波測試，當然，為了更好的抗干擾能力，或者待測電壓為差分信號時，建議選擇較低衰減比的差分探頭進行測試，不過大部分差分探頭的偏置能力有限會帶來測試的不便。

是德科技提供專門測量電壓紋波的單端有源探頭N7020A，又稱電源完整性探頭，能夠提供高達2GHz的帶寬，有著業(yè)界最低的底噪和強大的偏置能力(在1mV的垂直刻度下可達正負24V的任意偏置)，是目前電源完整性領域最常見的探頭。

還有很多低衰減比的單端有源探頭寄生電容非常小，適合于晶振頻率的測試。

更多的單端有源探頭和差分有源探頭的應用范圍是高速信號的測試，這一類探頭大多帶寬比較寬，可達幾GHz到幾十GHz，選擇這一類探頭時，要注意探頭的帶寬，耐壓，動態(tài)范圍，前端，還要考慮待測總線協(xié)會的推薦。

針對中高壓領域的測試，高衰減比的無源探頭和差分探頭都可以選擇，相比無源探頭，有源探頭更安全可靠，有更好的共模抑制能力，測試結果也更精確。

示波器電流探頭讓示波器能夠測量電流，擴展了測量電壓以外的用途?；旧隙?，電流探頭通過某種方式感應電流流動，并將電流轉化為可以在示波器上查看并測量的電壓。

目前最常用的電流探頭是結合電流互感器和霍爾效應的交直流探頭。市面上還有多種可以選擇的電流探頭類型，先了解清楚每一種探頭的原理和優(yōu)缺點才能合理的根據(jù)自己的應用選擇。

根據(jù)不同的電流檢測技術，示波器電流探頭一般分為以下三類：

1電阻采樣式電流探頭：基于歐姆定律實現(xiàn)電流檢測

2夾合式電流探頭：基于交流互感器的交流探頭或者混合霍爾器件/交流互感器的交直流探頭

3羅氏線圈：用于大交流電流測量的便捷探頭

電阻采樣式電流探頭

測量DUT電流的一種直接方式是在電流中使用采樣電阻，測量電阻兩端的壓降，并使用歐姆定律方程式(即，I=V/R)將電壓轉換為電流。此方法是侵入式測量法，采樣/分流電阻和測量電路通過電氣連接，并且是待測設備的一部分。因此，有很多因素需要考慮。

選擇檢測電阻

電阻值、精度、溫度系數(shù)和物理尺寸的選擇均取決于待測量的電流量和實際環(huán)境。電阻值越大，信噪比越大，測量精度也越高。但是，較大的電阻值將導致電阻上功耗的增加，從而在用電端產生電壓低于實際供電電壓。除了電壓壓降外，還存在檢測電阻值和測量噪聲、靈敏度和帶寬之間的權衡。為了降低負擔電壓的影響，用戶可能需要盡可能使用最小的檢測電阻值，但較低的檢測電阻同樣會對測量產生不利影響，用戶需要在測試精度和電阻功耗，后端電壓損失方面做出均衡選擇。

高壓側還是低壓側?

使用電阻采樣式電流探頭測量負載電流時，時選擇將檢測電阻放在供電電壓和負載(高壓側)之間，或者放在負載和接地(低壓側)之間。通常更傾向于使用低壓側感應，因為共模電壓靠近接地端。高側感應的優(yōu)點在于其可以直接監(jiān)控電源的電流，從而方便檢測負載短路。

電阻采樣式電流探頭優(yōu)點

可實現(xiàn)極高的靈敏度并進行高帶寬測量，突破傳統(tǒng)電流的限制達到uA級測量的精度

小巧、經濟

限制

在負擔電壓和測量精度(噪聲、靈敏度和帶寬)之間存在權衡。

高精度測量的較大檢測電阻值意味著檢測電阻上壓力驟降的增加，以及負載的低電壓，從而引起系統(tǒng)性能和效率問題。

此方法是侵入式測量法，其中檢測電阻和測量電路通過電氣連接，并且是待測設備的一部分。

夾合式電流探頭

現(xiàn)在市場上最常見的電流探頭類型是磁芯電流探頭，或夾合式電流探頭。這是一種間接電流檢測技術，探頭夾住帶待測導線，以實現(xiàn)非接觸性電流測量。探頭的輸出端會產生與測量的電流振幅成正比的電壓信號。從而實現(xiàn)無創(chuàng)測定或隔離測量，過程中探頭不會與待測設備進行電氣連接。夾合式電流探頭有交流和交流/直流不同的類型，并且有各種電流轉換換算系數(shù)可用。電流探頭被設計用于感應導體周圍電磁場強度，并將其轉為對應的電壓以供示波器測量。在最常見的夾合式電流探頭內采用了兩種傳感器技術。一種是測量直流或低頻信號的霍爾效應傳感器。另一項常見技術是使用電流互感器。交流電流在一次側內產生磁場，然后在第二繞組電路中引出電流，并被送至至測量儀。第二繞組將帶有與通過主要繞組電流成正比的感應電壓，此技術僅可用于測量交流電流。

目前常見的技術是混合交流/直流電流探頭，在一個探頭內整合了用于測量直流和低頻分量的霍爾效應傳感器元件以及測量交流的電流互感器。

夾合式電流探頭優(yōu)點

探頭和待測設備之間的電流隔離。

它們可以放置在電流路徑上的任意位置，而不會切斷電路。

插入阻抗較低。

選擇示波器供電還是外置電源?

根據(jù)供電模式不同夾合式電流探頭還可以分為示波器供電(Aut Pr be)和外置電源探頭。示波器供電探頭使用方便，不需要攜帶探頭外置電源，提供更智能的消磁和歸零操作。不過外置供電探頭由于可以在不同品牌的示波器上通用而更能保護用戶的資產，由于夾合式電流探頭價格十分昂貴，甚至不亞于示波器的價格，選擇探頭時其通用性也是一個非常重要的參考因素。

夾合式電流探頭限制

消磁和偏移誤差消除。為了進行精確測量，需要偶爾對探頭進行消磁，并在消磁后補償探頭上保留的任何直流偏移。

高價格：霍爾效應傳感器是最貴的電流傳感器之一

羅氏線圈

如果您處理的是幾十安培甚至更大交流電流并且希望測量方式更加靈活，可以考慮使用羅氏電流探頭。羅氏線圈不含鐵磁性材料，無磁滯效應，幾乎為零的相位誤差;無磁飽和象，因而測量范圍可從數(shù)安培到數(shù)百千安的電流;結構簡單，并且和被測電流之間沒有直接的電路聯(lián)系;

羅氏線圈的工作原理是什么?

羅氏線圈又稱羅科夫斯基線圈，其工作原理是基于法拉第定律，講述的是閉合電路中感應的總電動勢與連接電路的總磁通量時間變化率的正比關系。羅科夫斯基線圈與交流電電流互感器類似，其中電壓被導向第二線圈，并在該處與經過絕緣導體的電流成正比關系。關鍵區(qū)別在于羅科夫斯基線圈帶有空心磁芯，這一點與電流互感器剛好相反，后者依靠高導磁率鋼芯與第二繞線實現(xiàn)磁耦合。而空心磁芯則采用較低插入抗阻的設計，實現(xiàn)更快的信號響應和線性的信號電壓?？招拇判揪€圈以環(huán)形方式被置于帶電流的導體周圍，且交流電電流產生的磁場會在線圈中感應電壓。通過一個對輸出的電壓信號進行積分的電路，就可以真實還原輸入電流。

羅氏線圈優(yōu)點

無磁芯飽和現(xiàn)象的大電流測量

羅氏線圈可以測量大電流(范圍涵蓋從數(shù)mA到數(shù)kA以上)而無磁芯飽和現(xiàn)象，因為探頭使用的是非磁性“空心”磁芯。可測量電流的上限被測量儀器的最大輸入電壓或被線圈/積分器電路元件的電壓限值所限制。其他電流傳感器會隨著測量電流范圍的增加而變得更加笨重不同，羅氏線圈由于與待測量電流幅度獨立，從而可以保持相同的小體積。這使得羅氏線圈成為了進行數(shù)百乃至數(shù)千安大交流電流測量的最有效測量工具。

使用靈活

輕型包夾式傳感線圈使用靈活，可輕松包裹住帶電流的導體。其可以插入電路內難以觸及的部件。大部分羅氏線圈都足夠纖細，可以放入T0-220或TO-247功率半導體封裝腿之間，而無需額外的線圈連接電流探頭。這也提供了實現(xiàn)高信號完整性測量的優(yōu)點。

最高帶寬>30 MHz

讓羅氏線圈可以測量變化速度極快的電流信號–例如數(shù)千A/μsec的信號。高帶寬特性允許分析系統(tǒng)中以高開關頻率運行的高階諧波，或精確監(jiān)控具有快速上升或下降時間的開關波形。實現(xiàn)高信號完整性測量的優(yōu)點。

非侵入性或無損測量

由于具有低插入阻抗，羅氏線圈從待測設備中抽取的電流極小。因為探頭而注入到被測設備中的阻抗只是幾微微亨利，因而支持更快速的信號響應和非常線性化的信號電壓。

低成本

與霍爾效應傳感器/互感器電流探頭相比，羅氏線圈通常價格較低。

羅氏線圈的使用限制

僅限交流電

羅氏線圈無法處理直流電流，僅支持交流電流。

靈敏度

羅氏線圈與電流互感器相比，由于缺少高導磁率磁芯而靈敏度較低。

不同類型電流探頭比較

下面的圖表比較電阻采樣、夾合式電流探頭和羅氏線圈電流探頭的主要屬性。在您需要給應用選擇電流探頭時，您可以參考這個圖表。

以上就是示波器電壓探頭和電流探頭的相關介紹，如您使用中還有其他問題，歡迎登錄西安普科電子科技。

審核編輯：湯梓紅