盤點常見的示波器探頭和技術特點

市場上提供了數百種、甚至上千種不同的示波器探頭。示波器探頭的一個技術指標是頻率特性，按頻率劃分探頭的種類有其方便之處，但是示波器探頭的頻率覆蓋范圍有限很難按無線電頻率的LF、HF、VHF、UHF、RF等波段來劃分。示波器探頭是所有探頭中的一種，zui常使用的探頭是電壓電流探頭，而探頭通常是按測量對象進行分類的，具體分類：
1.1無源電壓探頭
1.1.1無源探頭
無源探頭由導線和連接器制成，在需要補償或衰減時，還包括電阻器和電容器。探頭中沒有有源器件（晶體管或放大器），因此不需為探頭供電。無源探頭一般是zui堅固、的探頭，它們不僅使用簡便，而且使用廣泛。
1.1.2高阻無源電壓探頭
從實際需要出發，使用zui多的是電壓探頭，其中高阻無源電壓探頭占zui大部分。無源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數1×，10×和100×。在這些無源探頭中，10×無源電壓探頭是zui常用的探頭。對信號幅度是1V峰峰值或更低的應用，1×探頭可能要比較適合，甚至是*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*匹配，不能提供標準10×探頭實現的*性能。
1.1.3低阻無源電壓探頭
大多數高阻無源探頭的帶寬范圍在小于100MHz到500MHz或更高的帶寬之間。而低阻無源電壓探頭（又稱為50歐姆探頭、Zo探頭、分壓器探頭）的頻率特性很好，采用匹配同軸電纜的探頭，帶寬可達10GHz和100皮秒或更快的上升時間。這種探頭是為用于50歐姆環境中設計的，這些環境一般是高速設備檢定、微波通信和時域反射計（TDR）。
1.1.4無源高壓探頭
“高壓”是相對的概念。從探頭角度看，我們可以把高壓定義為超過典型的通用10×無源探頭可以安全處理的電壓的任何電壓。高壓探頭要求具有良好的絕緣強度，保證使用者和示波器的安全。
1.2有源電壓探頭
1.2.1有源探頭
有源探頭包含或依賴有源器件，如晶體管。zui常見的情況下，有源設備是一種場效應晶體管（FET），它提供了非常低的輸入電容，低電容會在更寬的頻段上導致高輸入阻抗?？梢詮南旅娴腦c公式中看出：
1.2.2有源FET探頭
有源FET探頭的規定帶寬一般在500MHz～4GHz之間。除帶寬更高外，有源FET探頭的高輸入阻抗允許在阻抗未知的測試點上進行測量，而產生負荷效應的風險要低得多。另外，由于低電容降低了地線影響，可以使用更長的地線。
有源FET探頭沒有無源探頭的電壓范圍。有源探頭的線性動態范圍一般在±0.6V到±10V之間。
1.2.3有源差分探頭
差分信號是互相參考，而不是參考接地的信號。差分探頭可測量浮置器件的信號，實質上它是兩個對稱的電壓探頭組成，分別對地段有良好絕緣和較高阻抗。差分探頭可以在更寬的頻率范圍內提供很高的共模抑制比（CMRR）。
1.3電流探頭
從原理上來看，用電壓探頭測得電壓值，除以被測阻抗值，很容易就可以獲得電流值。然而，實際上這種測量引入的誤差很大，所以一般不采用電壓換算電流的方法。電流探頭可以測得電流波形，方法是采用電流互感器輸入，信號電流磁通經互感變壓器變換成電壓，再由探頭內的放大器放大后送到示波器。
1.3.1交流電流探頭
交流電流在互感器中，隨著電流方向的變化，產生電場的變化，并感應出電壓。交流電流探頭屬于無源設備，無需外接供電。
1.3.2直流電流探頭
傳統電流探頭只能測量交流交流信號，因為穩定的直流電流不能在互感器中感應電流。然而，利用霍爾效應，電流偏流的半導體設備將產生與直流電場對應的電壓。所以，直流電流探頭是一種有源設備，需要外接供電。
所以電流探頭基本上分成兩類：即AC電流探頭和AC/DC電流探頭，AC電流探頭通常是無源探頭，AC/DC電流探頭通常是有源探頭。
1.4邏輯探頭
使用示波器觀察分析數字波形的模擬特點時，需要用到邏輯探頭，為隔離確切地成因，數字設計人員通常需要查看在具體邏輯條件下發生的特定數據脈沖，這要求邏輯觸發功能。如圖3為邏輯探頭示意圖，可以在大多數示波器中增加這種邏輯出發功能。
1.5其他探頭
由于示波器的應用范圍十分廣泛，所以除了上述的探頭類型外還有各種探頭，這些專業探頭根據其前端傳感器的不同而有不同的功用，下面我們介紹其中的兩種，僅供讀者了解。
光電探頭在原理上是普通電壓探頭與光電轉換器件的組合，可直接測量光器件和光纖傳輸的光信號。
溫度探頭是普通電壓探頭與溫度傳感器的組合，可直接測量物體的溫度。溫度探頭屬傳感器探頭的一種，各種傳感器探頭與示波器配合可測量多種物理量。

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