什么是探頭：

示波器是電子工程師最常用的丈量儀器，而示波器探頭毫無疑義是示波器最常用的配件。示波器探頭是貫穿被測通路與示波器輸出端的電子元件。沒有探頭，示波器就成了個擺件，只能動作化妝品啦。

在采用示波器探頭之前，咱們最佳看看示波器的證明書，領(lǐng)會咱們運用的示波器符合如何樣的探頭。底下幾點咱們覺得該當是在選探頭時比擬要害的：

保證探頭的接口和咱們示波器的接口相配合。大普遍示波器的探頭接口都是 BNC接口。有的示波器大概是 SMA 接口。

查看采用的探頭的輸出阻抗和庫容能否和示波器的輸出阻抗和庫容相配合。由于咱們都蓄意探對準被測通路的感化降到最小。探頭阻抗和庫容同示波器的配合水平會大大感化丈量旗號的透徹度。

BNC 接口

SMA 接口

有的示波器會扶助 50 Ω or 1 MΩ 輸出阻抗切換。但對于大普遍的丈量，1 MΩ 是最最罕見的。50 Ω 的輸出阻抗常常被用來丈量高速旗號，比方微波。再有論理通路中的旗號傳輸推遲和通路板阻抗丈量等。

示波器的輸出阻抗常常不妨定格為 1 MΩ 或 50 Ω, 但示波器的輸出庫容卻受帶寬和其它安排成分感化。常常而言，1 MΩ阻抗的示波器罕見的輸出庫容為 14pF。這個數(shù)值也大概在 5pF 到 100pF 之間。以是為了讓探頭配合示波器的輸出庫容，在采用探頭之前要領(lǐng)會探頭的庫容范疇，而后經(jīng)過校準棒來安排探頭的庫容，這即是探頭的積累，也是咱們運用探頭時該當提防的第一步。

那么咱們須要幾何個探頭和哪些探頭呢？

按照咱們丈量需要的各別，對探頭的數(shù)目和品種訴求也是各別的。這有點像玩單反的人，大概他惟有一臺相機，然而常常卻有很多個畫面。比方說，即使不過大略的丈量直流電電壓，那么 1 MΩ的無源探頭基礎(chǔ)就充滿了。但是即使是電源體例嘗試中常常訴求丈量的三相供電中的前線與前線，大概前線與零（中）線的對立電壓差，那么咱們就須要用到差分探頭了。

差分探頭

無源探頭

無源探頭是最罕見的探頭，普遍購置示波器的功夫廠家就會標配幾個。罕見的無源探頭由探頭頭部、探頭電纜、積累擺設(shè)或其余旗號安排搜集和探頭貫穿頭構(gòu)成。在那些典型的探針中沒有運用有源元件，如晶體管或夸大器，以是不須要為探頭供電?？偟膩碚f，無源探頭更罕見，更簡單運用，也更廉價。罕見的無源探頭可調(diào)衰減比率有：

1×: 沒有衰減

10×: 10 倍衰減

100×: 100 倍衰減

1000×: 1000 倍衰減

無源電壓探頭為各別電壓范疇供給了百般衰減系數(shù)。在那些無源探頭中，10×無源電壓探頭是最常用的探頭。對旗號幅度是 1V 峰峰值或更低的運用，1×探頭大概比擬符合，以至是必不行少的。在低幅度和平淡幅度旗號攙和（幾十毫伏到幾十伏）的運用中，可切換 1×/10×探頭要簡單得多。然而，可切換 1×/10×探頭在實質(zhì)上是一個探頭中的兩個各別探頭，不只其衰減系數(shù)各別，并且其帶寬、飛騰功夫和阻抗（R 和 C）特性也各別。所以，那些探頭不許與示波器的輸出實足配合，不許供給規(guī)范 10×探頭實行的最優(yōu)本能。

探頭衰減是經(jīng)過里面電阻器來夸大示波器的電壓丈量范疇的，該里面電阻器與示波器的輸出電阻一道運用時，會創(chuàng)造一個分壓器。 比方，一個典范的 10x 探頭裝有一個里面 9MΩ電阻器，當與 1MΩ輸出阻抗的示波器貫穿運用時，會在示波器的輸出通道上爆發(fā) 10：1 的衰減比。 這表示著示波器上表露的旗號將是本質(zhì)丈量旗號幅度的 1/10，以是咱們往交易須要去示波器的通道樹立里將衰減比也調(diào)成 10X。

此衰減功效使得咱們不妨丈量勝過示波器電壓控制范疇的旗號。并且衰減通路會引導(dǎo)較高的電阻（常常是一件功德）和較低的庫容，這對于高頻丈量很要害。

10X 無源探頭道理圖

有源探頭

因為有源探頭前包括了一致晶體管和夸大器的有源元件，須要供電扶助，所以稱作有源探頭。最罕見的情景下，有源擺設(shè)是一種場效力晶體管（PET），它供給了特殊低的輸出庫容，低庫容會在更寬的頻段上引導(dǎo)高輸出阻抗。有源 FET 探頭的規(guī)則帶寬普遍在 500MHz ～4GHz 之間。除帶寬更高外，有源 FET 探頭的高輸出阻抗承諾在阻抗未知的嘗試點長進行丈量，而爆發(fā)負載效力的風陡峭低得多。其余，因為低庫容貶低了地線感化，不妨運用更長的地線。有源 FET 探頭沒有無源探頭的電壓范疇。有源探頭的線性動靜范疇普遍在±0.6V 到±10V 之間。

有源探頭

差分探頭

差分探頭丈量的是差分旗號。差分旗號是彼此參考，而不是參考接地的旗號。差分探頭可丈量浮置器件的旗號，本質(zhì)上它是兩個對稱的電壓探頭構(gòu)成，辨別對地段有杰出絕緣和較高阻抗。差分探頭不妨在更寬的頻次范疇內(nèi)供給很高的共?？刂票龋–MRR）。 差分旗號和普遍的單端旗號走線比擬，最鮮明的上風展現(xiàn)在以次三個上面：

抗干預(yù)本領(lǐng)強，由于兩根差分走線之間的嚙合很好，當外界生存噪聲干預(yù)時，簡直是同聲被嚙合到兩條線上，而接受端關(guān)懷的不過兩旗號的差值，以是外界的共模噪聲不妨被最大水平對消。

能靈驗控制 EMI，同樣的原因，因為兩根旗號的極性差異，她們對外輻射的電磁場不妨彼此對消，嚙合的越精細，泄放到外界的電磁能量越少。

時序定位透徹，因為差分旗號的電門變革是坐落兩個旗號的交點，而不像普遍單端旗號依附上下兩個閾值電壓確定，所以受工藝，溫度的感化小，能貶低時序上的缺點，同聲也更符合于低幅度旗號的通路。暫時時髦的 LVDS 即是指這種小振幅差分旗號本領(lǐng)。

差分夸大道理是指一對旗號同聲輸出到夸大通路中，而后相減，獲得原始旗號。差分夸大器是由兩個參數(shù)個性溝通的晶體管用徑直嚙合辦法形成的夸大器。若兩個輸出端上辨別輸出巨細溝通且相位溝通的旗號時，輸入為零，進而克復(fù)零點漂移。

差分探頭道理圖

交流電探頭

大概你會想，用水壓探頭測得電壓值，除以被測阻抗值，很簡單就不妨贏得交流電值，為啥要特意搞個交流電探頭來測？由于本質(zhì)上，這種丈量引入的缺點特殊之大，咱們普遍不沿用電壓折算交流電的本領(lǐng)。交流電探頭不妨透徹測得交流電波形，本領(lǐng)是沿用交流電互感器輸出，旗號交流電磁通經(jīng)互感變壓器變幻成都電訊工程學(xué)院壓，再由探頭內(nèi)的夸大器夸大后送給示波器。交流電探頭基礎(chǔ)上又分紅兩類， 交談交流電探頭和交直流電交流電探頭，交談交流電探頭常常是無源探頭，無需外接供電，而交直流電交流電探頭常常是有源探頭。保守交流電探頭只能丈量交談交談旗號，由于寧靜的直流電交流電不許在互感器中感觸交流電。交談交流電在互感器中，跟著交流電目標的變革，爆發(fā)磁場的變革，并感觸出電壓。但是，運用霍爾效力，交流電偏流的半半導(dǎo)體擺設(shè)將爆發(fā)與直流電磁場對應(yīng)的電壓。以是，直流電交流電探頭是一種有源擺設(shè)，須要外接供電。

交直流電交流電探頭

結(jié)果咱們來看幾點和探頭相關(guān)的倡導(dǎo):

對探頭舉行精確的積累：各別的示波器輸出庫容大概各別，以至同一臺示波器各別通道也會有稍微分辨。為領(lǐng)會決這個題目，學(xué)會給探頭積累安排是工程師該當控制的最基礎(chǔ)的本領(lǐng)。

探頭與被測通路貫穿時，探頭的接地端必須與被測通路的地線連接。要不在懸浮狀況下，示波器與其余擺設(shè)或地面間的電位差大概引導(dǎo)觸電或破壞示波器、探頭或其余擺設(shè)。

盡管將探頭的接地導(dǎo)線與被測點的場所臨近。接地導(dǎo)線過長，大概會惹起振鈴或過沖等波形走樣

對于兩個嘗試點都不居于接地電位時，要舉行“浮動”丈量，也稱差分丈量，要運用?？频牟罘痔筋^。

探頭對示波器的丈量至關(guān)要害，開始訴求探頭對探測的通路感化必需到達最小，并蓄意對丈量值維持充滿的旗號保真度。即使探頭以任何辦法變換旗號或變換通路運轉(zhuǎn)辦法，示波器看到本質(zhì)旗號會走樣比擬重要，從而大概引導(dǎo)缺點的大概誤導(dǎo)性的丈量截止。經(jīng)過之上引見得出，探頭的收購和精確運用有很多犯得著咱們提防的場合。

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