数字示波器探头原理种类及作用方法

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1、〔字示波器探头原理、种类及作用方法任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。实际上探头是介于被测信号和示波器之间的屮间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么示波器做的再好也没有用。实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以外，还要保证至少和示波器一样的带宽,

2、难度要大得多。因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。一、探头原理示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。探头有很多种类型号各有其没的特性，以适应各种不同的专门工作的击破要,其屮一类称为有源探头，探头A包含有源电子元件可以提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其屮只包含无源元件如电阯和电容。这种探头通常对输入信号进行袞减。二、探头种类2.1无源电压探头2.1.1无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阯器和电容器。探头中

3、没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。2.1.2高阻无源电压探头从实际需要出发，使用最多的是电压探头，其屮商阻无源电压探头占最大部分。2.1.3低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。这种探头是为用于50欧姆环境屮设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信

4、和时域反射计（TDK）。2.1.4无源高压探头“高压”是朴I对的概念。从探头角度看，我们可以把高压定义为超过典型的通用10X无源探头可以安全处理的电压的任何电压。高压探头要求具有良好的绝缘强度，保证使用者和示波器的安全。2.2有源电压探头2.2.1有源探头有源探头包含或依赖有源器件，如晶体管。最常见的情况下，有源设备是一种场效应晶体管（FET）,它提供了非常低的输入电容，低电容会在更宽的频段上导致高输入阻抗。2.2.2有源FET探头有源FET探头的规定带宽一般在500MHz〜4GHz之间。除带宽更高外，有源FET探头的高输入阻抗允许在阻抗

5、未知的测试点上进行测量，而产生负荷效应的风险要低得多。另外，由于低电容降低了地线影响，可以使用更长的地线。有源FET探头没有无源探头的电压范围。有源探头的线性动态范围一般在±0.6V到±10V之间。2.2.3有源差分探头差分信号是互相参考，而不是参考接地的信号。有良好绝缘和较高阻抗。差分探头可以在更宽的频率范围内提供很高的共模抑制比（CMRR）。2.3电流探头从原理上来看，用电压探头测得电压值，一般不采用电压换算电流的方法。电流探头可以精确测得电流波形，方法是采用电流互感器输入,信号电流磁通经互感变压器变换成电压，再由探头内的放大器放大后

6、送到示波器。2.3.1交流电流探头交流电流在互感器中，随着电流方向的变化，产生电场的变化，并感应出电压。无需外接供电。2.3.2直流电流探头利用霍尔效应，电流偏流的半导体设备将产生与直流电场对应的电压。需要外接供电。2.4逻辑探头使用示波器观察分析数字波形的模拟特点时，需要用到逻辑探头，为隔离确切地成因,数字设计人员通常需要查看在具体逻辑条件下发生的特定数据脉冲，这要求逻辑触发功能。2.5其他探头光电探头在原理上是普通电压探头与光电转换器件的组合，可直接测量光器件和光纤传输的光信号。温度探头是普通电压探头与温度传感器的组合，可直接测量物体

7、的温度。温度探头属传感器探头的一种，各种传感器探头与示波器配合可测量多种物理量。三、使用方法一头连示波器，一头接信号。别看一个示波器探头很简单，其实还是很有讲宄的。以下是示波器探头的一点小经验，供大家使用时参考一下。首先是带宽，这个通常会在探头上写明，多少MHz。如果探头的带宽不够，示波器的带宽再高也是无用，瓶颈效应。将待测信号正确接入示波器是测试工作的第一步，主要介绍探头与被测电路连接时的使用：1.探头与被测电路连接时，探头的接地端务必与被测电路的地线相联。否则在蛣浮状态下，示波器与其他没备或大地间的电位差可能导致触电或损坏示波器、探头

8、或其他设备。2.测:W:建立时间短的脉冲信号和岛频信号时，请尽量将探头的接地导线与被测点的位置邻近。接地导线过LC可能会引起振铃或过冲等波形失真。。3.为避免接地导线影响对高频信号的测试，建议