示波器探頭，你了解多少？

　　4.4 衰減系數(shù)

　　當(dāng)正確接上終端時(shí)，探頭應(yīng)該有恒定的衰減系數(shù)。衰減系數(shù)是輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的比值。某些探頭的可能會(huì)有可以選擇的衰減系數(shù)，典型的衰減系數(shù)是1×、10×和100×。1×檔和10×檔電路如圖4所示，這兩部分電路均由電阻電容組成。

　　4.5 探頭衰減補(bǔ)償

　　所謂探頭衰減補(bǔ)償是指當(dāng)示波器和探頭配合使用時(shí)，調(diào)整探頭中的可變電容，以使頻率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。探頭補(bǔ)償意味著在探頭末端和示波器的輸入端之間頻率補(bǔ)償。探頭末端與示波器的輸入端的關(guān)系，調(diào)節(jié)C2可得如下關(guān)系：

　　示波器的輸入電阻雖然只有1MΩ，但是與其并聯(lián)的輸入電容卻根據(jù)機(jī)種的不同而有差異。即使是同一機(jī)種，每個(gè)通道上的輸入電容也不相同，所以，改變了示波器和探頭的組合，相應(yīng)的也要改變探頭的相位補(bǔ)償。

　　探頭校準(zhǔn)的方法如下：將探頭與探頭校準(zhǔn)的方波信號(hào)輸出端子相連，探頭的特性為最佳狀態(tài)時(shí)，請(qǐng)用改錐調(diào)整探頭上的頻率補(bǔ)償微調(diào)電容器進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　4.6 額定最大電壓

　　額定最大電壓由DC + peak AC決定，即輸出電壓的直流值和交流峰值的總和不能超過(guò)示波器的額定電壓最大值，如果超過(guò)這個(gè)額定最大電壓，會(huì)損壞探頭。

　　4.7 電壓額定值隨頻率的下降

　　電壓探頭在低頻時(shí)的最大輸入電壓有明確的規(guī)定，隨著頻率的增加輸入電壓會(huì)相應(yīng)降低。對(duì)于高頻探頭必須注意輸入電壓隨頻率的變化，在頻率高于1MHz時(shí)允許的輸入電壓隨頻率的增加而急劇下降。

　　5 最佳示波器探頭的選擇

　　探頭的特性和特點(diǎn)中最重要的參數(shù)就是帶寬和輸入阻抗，它們既要與示波器的帶寬和輸入阻抗匹配，又要將對(duì)被測(cè)電路的影響減到最小。因此選擇探頭時(shí)要綜合考慮。

　　5.1 帶寬和上升時(shí)間

　　探頭的帶寬或上升時(shí)間要等于或優(yōu)于示波器的帶寬。如果觀察純正弦信號(hào)，探頭帶寬等于被測(cè)信號(hào)頻率的最高值即可;如觀察非正弦信號(hào)，探頭帶寬應(yīng)能容納被測(cè)信號(hào)的基波和最重要諧波分量。為精確地測(cè)量脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間，系統(tǒng)的上升時(shí)間(示波器和探頭之和)應(yīng)該比要測(cè)量的最快的上升時(shí)間快3-5倍。

　　5.2 阻抗匹配

　　探頭的輸入阻抗要與所用示波器的輸入阻抗匹配，另外對(duì)被測(cè)電路的負(fù)載作用最少。對(duì)于低輸入阻抗的示波器，應(yīng)選擇有源探頭或50Ω輸入阻抗的探頭;對(duì)于高輸入阻抗的示波器，應(yīng)選擇×10的探頭。例如示波器的輸入阻抗是1MΩ/10pF,探頭輸入阻抗最好是10MΩ/1pF，這樣的探頭既有10倍的信號(hào)衰減，對(duì)被測(cè)信號(hào)的負(fù)載很輕，又能與示波器輸入阻抗匹配。

　　5.3 負(fù)載作用

　　減輕探頭對(duì)被測(cè)電路的負(fù)載作用。除了選擇輸入阻抗高的探頭外，還有記住探頭輸入阻抗隨頻率成反比例下降。

　　5.4 時(shí)間延遲的影響

　　每種探頭對(duì)被測(cè)信號(hào)的延遲時(shí)間存在差異，在進(jìn)行差分測(cè)量以及時(shí)間(或相位)一致性測(cè)量時(shí)，最好使用2個(gè)型號(hào)相同和電纜長(zhǎng)度相等的探頭。

　　5.5 良好的接地

　　探頭的額定頻率特性是在同軸系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的結(jié)果。在實(shí)際電路應(yīng)用時(shí)，往往探頭處于非同軸匹配的系統(tǒng)內(nèi)，因此探頭的接地引線要盡量減短，把串聯(lián)電感減到最小。如發(fā)現(xiàn)高阻探頭接地不良，就要考慮使用低阻同軸探頭或者與探頭匹配的適配器、連接器和夾具。

　　6 示波器探頭使用注意事項(xiàng)

　　將待測(cè)信號(hào)正確接入示波器是測(cè)試工作的第一步，這里我們主要介紹探頭與被測(cè)電路連接時(shí)的注意事項(xiàng)。

　　1. 探頭與被測(cè)電路連接時(shí)，探頭的接地端務(wù)必與被測(cè)電路的地線相聯(lián)。否則在懸浮狀態(tài)下，示波器與其他設(shè)備或大地間的電位差可能導(dǎo)致觸電或損壞示波器、探頭或其他設(shè)備。

　　2. 測(cè)量建立時(shí)間短的脈沖信號(hào)和高頻信號(hào)時(shí)，請(qǐng)盡量將探頭的接地導(dǎo)線與被測(cè)點(diǎn)的位置鄰近。接地導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)引起振鈴或過(guò)沖等波形失真。

　　3. 為避免接地導(dǎo)線影響對(duì)高頻信號(hào)的測(cè)試，建議使用探頭的專用接地附件。

　　4. 為避免測(cè)量誤差，請(qǐng)務(wù)必在測(cè)量前對(duì)探頭進(jìn)行檢驗(yàn)和校準(zhǔn)，探頭衰減補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)原理和方法我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)介紹過(guò)，這里不再贅述。

　　5. 對(duì)于高壓測(cè)試，要使用專用高壓探頭，分清楚正負(fù)極后，確認(rèn)連接無(wú)誤才能通電開(kāi)始測(cè)量。

　　6. 對(duì)于兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)都不處于接地電位時(shí)，要進(jìn)行“浮動(dòng)”測(cè)量，也稱差分測(cè)量，要使用專業(yè)的差分探頭。

　　7 總結(jié)

　　探頭對(duì)示波器測(cè)量至關(guān)重要，所以要求探頭對(duì)探測(cè)的電路影響必須達(dá)到最小，并希望對(duì)測(cè)量值保持足夠的信號(hào)保真度。如果探頭以任何方式改變信號(hào)或改變電路運(yùn)行方式，示波器會(huì)看到實(shí)際信號(hào)的失真結(jié)果，進(jìn)而可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果，或者誤導(dǎo)性的測(cè)量結(jié)果。通過(guò)以上介紹可知，探頭的選購(gòu)和正確使用有許多值得注意的地方，只有與示波器和被測(cè)電路都匹配良好的探頭才是您該選擇和使用的探頭。