示波器探頭種類以及適用范圍須知

ID:403005 · 發表于 2018-10-24 14:13

　　示波器是電子工程師必不可少的工具之一，它能夠將肉眼不可見的電信號轉化為可見的圖像，將被測量的信號的變化情況顯示在屏面上，方便人們進行電路設計及錯誤定位。在構成示波器的器件當中，探頭的重要性自是不必多說，其質量直接關系到示波器測量結果的準確性。
　　顧名思義，探頭起到探測的作用。它是連接被測試電路和示波器輸入端的重要媒介。最簡單的探頭是連接被測電路與電子示波器輸入端的一根導線，復雜的探頭由阻容元件和有源器件組成。簡單的探頭沒有采取屏蔽措施很容易受到外界電磁場的干擾，而且本身等效電容較大，造成被測電路的負載增加，使被測信號失真。
　　當使用不合適的探頭時，就會對測量的結果產生比較大的影響，大體能夠分為兩個方面。第一種情況，探頭改變了波形的原本形狀，所觀察到的波形產生偏差。第二種情況，導致示波器運行異常。正常的設備變得無法工作。
　　探頭的選擇
　　要避免這些情況，就要熟悉示波器探頭的類型，然后根據實際情況有針對性的選擇使用。常用的探頭分為多種，無源探頭、有源探頭、差分探頭、電流探頭、低電容探頭、高壓探頭等等，下面就對這些探頭的適用范圍進行介紹，方便大家進行選擇。
　　有源電壓探頭：一般適用于帶寬大于500MHz，幅度小于正負3伏的單端信號。泰克公司的有源電壓探頭型號有：P7260、P7240、TAP1500等。一些型號可以測量3dB帶寬最高可以達到6G。
　　無源探頭：一般用于測試帶寬小于500MHz的單端信號。它是比較經濟的一類探頭。比如P6139A，線長是1.3米、帶寬500MHz、系統輸入阻抗10M歐、典型輸入電容8pF、最高電壓為300Vrms，補償范圍為8到12pF。
　　差分探頭：一般用于測試差分信號。分為高帶寬和高電壓兩種。高電壓差分探頭可以測試高達4400伏的差分信號;高帶寬差分探頭可以測試帶為高達12.5G的高速信號。甚至一些產品可以到達16GHz。
　　電流探頭：一般利用霍爾效應來測試電流信號。測試范圍一般為從DC到2G。幅度由1mA到20000A。
　　低電容探頭：這是為匹配而設置的探頭。這種探頭目前市場型號比較少，最高可以測量帶寬9GHz。
　　高壓探頭：適合測試高壓信號，最高可以測量達4000伏的電壓，可分為單端和差分兩種探頭。
　　根據實際經驗來看，使用率最高的為無源類探頭，高阻無源電壓探頭所占的比例最大。無源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數，如1×、10×、100×。在這些無源探頭中，10×無源電壓探頭是最常用的探頭。對信號幅度是1V峰值或更低的應用，1×探頭可能要比較適合，甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信號混合(幾十毫伏到幾十伏)的應用中，可切換1×/10×探頭要方便得多。但是，可切換1×/10×探頭在本質上是一個產品中的兩個不同探頭，不僅其衰減系數不同，而且其帶寬、上升時間和阻抗(R和C)特點也不同。因此，這些探頭不能與示波器的輸入完全匹配，不能提供標準10×探頭實現的最優性能。
總的來說，使用的最多的還是無源類探頭。根據情況的不同，可以選擇不同的衰減系數來進行配合。本篇文章偏向基礎，說明了示波器探頭的重要性，并對探頭的種類進行了大致的介紹。

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示波器探頭種類以及適用范圍須知