無源探頭和有源探頭對被測信號和測量結(jié)果的影響

無源探頭分為：低阻電阻分壓探頭、帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭和高壓探頭；

有源探頭分為：單端有源探頭、差分探頭和電流探頭；

無源探頭

帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭有一個補(bǔ)償電容，當(dāng)接上示波器時，一般需要調(diào)整電容值（需要使用探頭自帶的小螺絲刀來調(diào)整，調(diào)整時把探頭連接到示波器補(bǔ)償輸出測試位置），以與示波器輸入電容匹配，以消除低頻或高頻增益。下圖的左邊是存在高頻或低頻增益，調(diào)整后的補(bǔ)償信號顯示波形如下圖的右邊所示。

無源探頭的補(bǔ)償

高壓探頭是帶補(bǔ)償?shù)臒o源探頭的基礎(chǔ)上，增大輸入電阻，使得衰減加大（如：100:1或1000:1等)。因?yàn)樾枰褂媚透邏旱?a target="_blank">元器件，所以高壓探頭一般物理尺寸較大。

有源探頭

我們先來觀察一下用600MHz無源探頭和1.5GHz有源探頭測試1ns上升時間階躍信號的影響。使用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個1ns的階躍信號，通過測試夾具后，使用SMA電纜直接連接到一個1.5GHz帶寬的示波器上，這樣示波器上會顯示一個波形，把這個波形存為參考波形。然后使用探頭點(diǎn)測測試夾具去探測被測信號，通過SMA直連的波形因?yàn)槭芴筋^負(fù)載的影響而變成黃色的波形，探頭通道顯示的是綠色的波形。然后分別測試上升時間，可以看出無源探頭和有源探頭對高速信號的影響。

具體測試結(jié)果如下：

使用1165A 600MHz無源探頭，使用鱷魚嘴接地線：受探頭負(fù)載的影響，上升時間變?yōu)椋?.9ns；探頭通道顯示的波形存在振鈴，上升時間為：1.85ns;

使用1156A 1.5GHz有源探頭，使用5cm接地線：受探頭負(fù)載的影響較小，上升時間仍為：1ns；探頭通道顯示的波形與原始信號一致，上升時間仍為：1ns。

單端有源探頭結(jié)構(gòu)圖如下，使用放大器實(shí)現(xiàn)阻抗變換的目的。單端有源探頭的輸入阻抗較高（一般達(dá)100Kohm以上），而輸入電容較?。ㄒ话阈∮?pf)，通過探頭放大器后連接到示波器，示波器必須使用50ohm輸入阻抗。

有源探頭帶寬寬（現(xiàn)在可達(dá)30GHz），而負(fù)載小，但是價格相對較高（一般每根探頭達(dá)到同樣帶寬示波器價格的10%左右)，動態(tài)范圍較小（這個需要注意，因?yàn)槌^探頭動態(tài)范圍的信號，不能正確測試。一般動態(tài)范圍5V左右），比較脆弱，使用需小心。

審核編輯 黃昊宇