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閱讀：727發(fā)布時間：2022-2-4
示波器探頭分為哪幾類呢?當(dāng)今的探頭是什么呢?它們的作用分別又是什么呢?
示波器探頭分類
雖然有許多不同類型的示波器探頭可供選擇，但它們基本上可以分為兩大類：無源探頭和有源探頭。無源探頭不需要外接示波器電源。有源探頭需要外接示波器電源為探頭中的有源器件(例如晶體管和放大器)供電，并提供比無源探頭更高的帶寬性能。每一大類都包括許多不同類型的探頭，每種探頭都有其的用途。
無源探頭
無源電壓探頭是當(dāng)今的示波器探頭。它可以再分為兩大類型：高阻抗輸入探頭和低阻抗電阻分壓器探頭。具有 10:1 分壓比的高阻抗輸入無源探頭可能是目前的探頭。目前大部分中低檔示波器在裝運時都附帶該探頭。探針電阻通常為 9 MΩ，當(dāng)探頭與示波器的 1 MΩ 輸入端相連時，探針與示波器輸入端的分壓比(或衰減比)為 10:1。觀察到的探針處的凈輸入電阻為 10 MΩ。
與有源探頭相比，無源探頭更耐用，也更便宜。它們具有非常寬的動態(tài)范圍(典型 10:1 探頭的動態(tài)范圍 >300 V)和高輸入阻抗，可與示波器的輸入阻抗相匹配。然而，高阻抗輸入探頭與有源探頭或低阻抗(Z0)電阻器分壓無源探頭相比，會產(chǎn)生較大的電容負(fù)載，并具有較窄的帶寬。
低阻抗電阻器分壓探頭具有 450 Ω 或 950 Ω 輸入電阻，與示波器的 50 Ω 輸入形成 10:1 或 20:1 的衰減比。輸入電阻器之后是 50 Ω 電纜，使用示波器的 50 Ω 輸入作為負(fù)載端接。切記，示波器必須具有 50 Ω 輸入，才能使用此類探頭。這種探頭的主要優(yōu)勢包括，電容負(fù)載小，帶寬非常高――在幾 GHz 的范圍內(nèi)―― 有助于進(jìn)行高精度計時測量。此外，與類似帶寬范圍的有源探頭相比，此探頭的成本比有源探頭低。
有源探頭
如果您的示波器帶寬超過 500 MHz，可能或應(yīng)該使用有源探頭。雖然價格較高，但是當(dāng)您需要高帶寬性能時，有源探頭還是您的選擇。有源探頭比無源探頭價格較高，并且其輸入電壓有限，但是由于它們的電容負(fù)載顯著降低，因而能使您更深入地觀察快速信號。
顧名思義，有源探頭需要有探頭電源。許多*的有源探頭使用智能探頭接口，該接口可提供電力，以及充當(dāng)兼容探頭與示波器之間的通信鏈路。通常，探頭接口能夠識別連接的探頭類型，并且按正確設(shè)置輸入阻抗、衰減率、探頭功率和偏置范圍。
通常情況下，您會選擇使用單端有源探頭測量單端信號(以接地為參考的電壓)，使用差分有源探頭測量差分信號(正電壓與負(fù)電壓之比)。差分探頭t中的信號連接之間的有效接地面比大部分單端探頭中的接地連接更理想。這個接地面將探針接地有效地連接到被測件(DUT)接地，連接阻抗非常小。因此在測量單端信號時，差分探頭可以獲得比單端探頭更精確的測量結(jié)果。
有源探頭的帶寬考慮
更高帶寬是有源探頭相對于無源探頭的一個明顯優(yōu)勢。探頭用戶經(jīng)常忽視的一個問題是連接到目標(biāo)的效應(yīng)，稱為“連接帶寬"。盡管特殊的有源探頭可能具有非常出色的帶寬技術(shù)指標(biāo)，但是一般公布的性能都是在理想探測條件下實現(xiàn)的。在實際的探測條件下(可能需要使用探測附件連接探針)，有源探頭的性能可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)遜色于公布的性能。有源探測系統(tǒng)的實際性能主要是由“連接" 系統(tǒng)決定。
探頭負(fù)載效應(yīng)
在直流和低頻范圍內(nèi)，探頭的輸入阻抗最初等于額定輸入阻抗(如果是 10:1 無源探頭，輸入阻抗即為 10 MΩ)，但是隨著頻率的增加，探頭的輸入電容開始變成短路，探頭的阻抗開始降低。輸入電容越高，阻抗下降趨勢越明顯。
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