如何科學(xué)合理的選擇示波器探頭

示波器探頭，作為連接被測信號(hào)與示波器之間不可或缺的橋梁，承擔(dān)著將電壓或電流信號(hào)精準(zhǔn)傳輸至示波器進(jìn)行深度分析的重任。其核心技術(shù)參數(shù)不僅定義了探頭的性能邊界，也直接關(guān)乎測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。示波器探頭的主要參數(shù)有：探頭帶寬/上升時(shí)間、衰減比、負(fù)載特性、最大輸入電壓/電流。

一、探頭的主要指標(biāo)

1.帶寬與上升時(shí)間

帶寬：用戶對儀器/探頭系統(tǒng)理想的-3dB衰減最高頻率。大多數(shù)探頭，帶寬與上升時(shí)間的乘積接近0.35(0.35=BW.T上升)。通常情況下，為了精確地定義這些參數(shù)，源阻抗規(guī)定終端接50W 的系統(tǒng)，帶寬由脈沖上升時(shí)間定義來保證最小失真，對探頭輸入電容從10%至90%電平充電需要的時(shí)間Tr=2.2*R源*C探頭。

2.負(fù)載效應(yīng)

探頭的負(fù)載效應(yīng)主要是由其輸入電阻和電容反映。在低頻(≤1MHz)時(shí)，探頭的負(fù)載主要是阻抗作用；在高頻時(shí)(≥10MHz)，探頭的負(fù)載主要是容抗作用，圖1表明探頭頻率與阻抗變化曲線。

圖1 探頭頻率與阻抗變化曲線

3. 衰減
衰減比是輸出信號(hào)對輸入信號(hào)的比值，當(dāng)正確接上終端時(shí)，探頭應(yīng)有恒定的衰減比，并在整個(gè)頻率帶范圍內(nèi)保持不變。

4.補(bǔ)償范圍

探頭的輸入電容決定了探頭的高頻特性和在額定衰減比下輸入電容的補(bǔ)償范圍，調(diào)節(jié)輸入電容使探頭具有平滑下降的頻率特性和規(guī)定的衰減比，由于不同的儀器輸入電容有一定的差異，因此探頭的輸入電容具有一定的調(diào)節(jié)范圍。詳見圖2探頭補(bǔ)償問題(C1與R2C2/R1的關(guān)系)。

圖2 探頭補(bǔ)償

5.電壓

探頭測試最大電壓(DC+峰值AC)是探頭的上限電壓范圍；同時(shí)對高頻探頭，電壓的額定值也會(huì)隨頻率的增加而降低。

6.探頭長度

保持探頭電纜長度盡可能短。因?yàn)檫^長的長度降低帶寬和增加探頭的負(fù)載電容；較長的探頭電纜也有較大的傳輸延遲(無源探頭一般為每米4ns)。

7.探頭測試尖端附件

各種各樣的適配器可以將探頭用機(jī)械的方法連接到被測電路上，探頭測試尖端一般導(dǎo)通很小的電流，在較低的電流電壓下有高電阻，如果采用全合金鍍層使電流傳導(dǎo)問題減至最小。

8.電流

分二種指標(biāo)：連續(xù)最小電流、脈沖最大電流。在脈沖最大電流范圍內(nèi)，可以無失真測量由安培秒(A/S)乘積限定的最大值。