一起學(xué)習(xí)下示波器的探頭知識

示波器因?yàn)橛刑筋^的存在而擴(kuò)展了示波器的應(yīng)用范圍，使得示波器可以在線測試和分析被測電子電路

探頭的選擇和使用需要考慮如下兩個方面：

其一：因?yàn)樘筋^有負(fù)載效應(yīng)，探頭會直接影響被測信號和被測電路；
其二：探頭是整個示波器測量系統(tǒng)的一部分，會直接影響儀器的信號保真度和測試結(jié)果

一、探頭的負(fù)載效應(yīng)
當(dāng)探頭探測到被測電路后，探頭成為了被測電路的一部分。探頭的負(fù)載效應(yīng)包括下面 3 部分：
1. 阻性負(fù)載效應(yīng)；
2. 容性負(fù)載效應(yīng)；
3. 感性負(fù)載效應(yīng)。

阻性負(fù)載相當(dāng)于在被測電路上并聯(lián)了一個電阻，對被測信號有分壓的作用，影響被測信號的幅度和直流偏置。有時，加上探頭時，有故障的電路可能變得正常了一般推薦探頭的電阻 R>10 倍被測源電阻，以維持小于 10%的幅度誤差。

容性負(fù)載相當(dāng)于在被測電路上并聯(lián)了一個電容，對被測信號有濾波的作用，影響被測信號的上升下降時間，影響傳輸延遲，影響傳輸互連通道的帶寬。有時，加上探頭時，有故障的電路變得正常了，這個電容效應(yīng)起到了關(guān)鍵的作用。一般推薦使用電容負(fù)載盡量小的探頭，以減小對被測信號邊沿的影響。

感性負(fù)載來源于探頭地線的電感效應(yīng)，這地線電感會與容性負(fù)載和阻性負(fù)載形成諧振，從而使顯示的信號上出現(xiàn)振鈴。如果顯示的信號上出現(xiàn)明顯的振鈴，需要檢查確認(rèn)是被測信號的真實(shí)特征還是由于接地線引起的振鈴，檢查確認(rèn)的方法是使用盡量短的接地線，如接地彈簧。一般推薦使用盡量短的地線，一般地線電感=1nH/mm。

二、探頭的類型
示波器探頭大的方面可以分為：無源探頭和有源探頭兩大類。無源有源顧名思義就是需不需要給探頭供電。
無源探頭細(xì)分如下：
1. 低阻電阻分壓探頭；
2. 帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭（最常用的無源探頭）；
3. 高壓探頭
有源探頭細(xì)分如下：
1. 單端有源探頭；
2. 差分探頭；
3. 電流探頭

低阻電阻分壓探頭具備較低的電容負(fù)載（<1pf)，較高的帶寬（>1.5GHz），較低的價格，但是電阻負(fù)載非常大，一般只有 500ohm 或 1Kohm，所以只適合測試低源阻抗的電路，或只關(guān)注時間參數(shù)測試的電路。

帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭是最常用的無源探頭，一般示波器標(biāo)配的探頭都是此類探頭。帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源探頭具備較高的輸入電阻（一般 1Mohm 以上），可調(diào)的補(bǔ)償電容，以匹配示波器的輸入，具備較高的動態(tài)范圍，可以測試較大幅度的信號（幾十幅以上），價格也較低。但是不知之處是輸入電容過大（一般 10pf 以上），帶寬較低（一般 500MHz 以內(nèi)）。

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。

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。

文章來自安捷倫公司

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