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，探頭應(yīng)該有恒定的衰減系數(shù)。衰減系數(shù)是輸出信號對輸入信號的比值。某些探頭的可能會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，調(diào)整探頭中的可變電容，以使頻率達(dá)到相對穩(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)的方波信號輸出端子相連，探頭的特性為最佳狀態(tài)時，請用改錐調(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示波器的額定電壓最大值，如果超過這個額定最大電壓，會損壞探頭。

　　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相應(yīng)降低。對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，又要將對被測電路的影響減到最小。因此選擇探頭時要綜合考慮。

　　5.1 帶寬和上升時間

　　探頭的帶寬或上升時間要等于或優(yōu)于示波器的帶寬。如果觀察純正弦信號，探頭帶寬等于被測信號頻率的最高值即可;如觀察非正弦信號，探頭帶寬應(yīng)能容納被測信號的基波和最重要諧波分量。為精確地測量脈沖的上升時間和下降時間，系統(tǒng)的上升時間(示波器和探頭之和)應(yīng)該比要測量的最快的上升時間快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，另外對被測電路的負(fù)載作用最少。對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倍的信號衰減，對被測信號的負(fù)載很輕，又能與示波器輸入阻抗匹配。

　　5.3 負(fù)載作用

　　減輕探頭對被測電路的負(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 時間延遲的影響

　　每種探頭對被測信號的延遲時間存在差異，在進(jìn)行差分測量以及時間(或相位)一致性測量時，最好使用2個型號相同和電纜長度相等的探頭。

　　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)測得的結(jié)果。在實際電路應(yīng)用時，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

　　將待測信號正確接入示波器是測試工作的第一步，這里我們主要介紹探頭與被測電路連接時的注意事項。

　　1. 探頭與被測電路連接時，探頭的接地端務(wù)必與被測電路的地線相聯(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. 測量建立時間短的脈沖信號和高頻信號時，請盡量將探頭的接地導(dǎo)線與被測點的位置鄰近。接地導(dǎo)線過長，可能會引起振鈴或過沖等波形失真。

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

　　4. 為避免測量誤差，請務(wù)必在測量前對探頭進(jìn)行檢驗和校準(zhǔn)，探頭衰減補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)原理和方法我們在前面已經(jīng)介紹過，這里不再贅述。

　　5. 對于高壓測試，要使用專用高壓探頭，分清楚正負(fù)極后，確認(rèn)連接無誤才能通電開始測量。

　　6. 對于兩個測試點都不處于接地電位時，要進(jìn)行“浮動”測量，也稱差分測量，要使用專業(yè)的差分探頭。

　　7 總結(jié)

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