了解示波器探头,并不是任何探头都适用所有这些指标
示波器电流探头的相关指标介绍
示波器电流探头的相关指标介绍示波器电流探头是一种用于测量电路中电流值的仪器，它能够将电路中的电流信号转换为示波器能够显示的电压信号。
这种探头通常由感应环、步进补偿器、衰减电阻和输出端口等部分组成。
在使用示波器电流探头时，我们需要了解相关的指标以确保其能够满足测量需求。
1.带宽：带宽是指示波器电流探头可信度范围内的最高频率。
当电流的频率高于探头的带宽时，探头的输出信号会出现衰减和失真。
因此，带宽是一个非常重要的指标。
通常，带宽的标称值是指探头能够提供准确输出的频率范围。
2.输入电阻：输入电阻是指示波器电流探头对电流信号的负载能力，它决定了电路中电流的测量精度。
输入电阻越大，对电路产生的影响越小，测量结果越准确。
常见的示波器电流探头的输入电阻通常在几十到几千欧姆之间。
3.磁场抗干扰能力：示波器电流探头在测量电流时，通常会受到周围磁场的干扰。
磁场抗干扰能力是指探头对磁场的抗干扰能力，它影响着示波器电流探头的测量精度。
较好的示波器电流探头应该具有较高的磁场抗干扰能力，以保证测量结果的准确性。
4.隔离：示波器电流探头与示波器之间需要有一定的隔离，以保护仪器和操作人员的安全。
隔离通常通过传输电流信号的光纤或者磁性屏蔽来实现。
较好的示波器电流探头应该具有较高的隔离性能，以确保在测量中不会发生电源泄漏等问题。
5.准确度：准确度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的真实值之间的偏差程度。
准确度包括静态准确度和动态准确度两个方面。
静态准确度是指在稳态工作条件下的准确度，动态准确度是指在电流变化较快的瞬态工作条件下的准确度。
通常，准确度是示波器电流探头的重要指标之一，较好的示波器电流探头应该具有较高的准确度。
6.输出灵敏度：输出灵敏度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的变化关系。
输出灵敏度越高，表示探头能够感测到较小的电流变化。
常见的输出灵敏度有几个级别，如1mV/A、10mV/A等。
输出灵敏度需要根据具体的测量要求来确定。
示波器光照探头使用注意事项
示波器光照探头使用注意事项使用示波器探头时，需要注意以下几点：1.观察所有端子的额定数据：为避免火灾或触电的危险，应遵守产品上的所有额定值和标志。
连接产品前，请查阅产品手册，了解更多额定值信息。
不要施加超过任何端子最大额定值的电位。
2.使用正确的接地程序：探头通过示波器电源线的接地线间接接地。
为了避免触电的危险，地线必须接地。
在连接产品的输入或输出端子之前，请确保产品已正确接地。
不要试图使任何测试设备的电源线接地有缺陷。
仅将探头接地线接地。
将示波器与非专门设计和规定用于此类操作的接地隔离，或将接地线连接到接地以外的任何其他物品，可能会导致连接器、控制设备或示波器和探头的其他表面上出现危险电压。
3.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。
否则在悬浮状态下，示波器与其他设备或大地间的电位差可能导致触电或损坏示波器、探头或其他设备。
4.测量建立时间短的脉冲信号和高频信号时，请尽量将探头的接地导线与被测点的位置邻近。
接地导线过长，可能会引起振铃或过冲等波形失真。
5.为避免接地导线影响对高频信号的测试，建议使用探头的专用接地附件。
6.为避免测量误差，请务必在测量前对探头进行检验和校准。
7.对于高压测试，要使用专用高压探头，分清楚正负极后，确认连接无误才能通电开始测量。
8.对于两个测试点都不处于接地电位时，要进行“浮动”测量，也称差分测量，要使用专业的差分探头。
此外，还需要注意以下几点：1.对于专门为浮动示波器设计和规定的示波器（如泰克THS700系列电池供电的数字存储示波器），第二根线是公共线，不是地线。
在这种情况下，应遵守制造商规定的可连接的最大电压。
2.带宽问题：探头的带宽应与示波器的带宽相匹配。
如果探头的带宽不够，那么即使示波器的带宽很高，也无法获取准确的测试结果。
3.探头与被测电路连接时，应确保接触良好，避免造成测量误差。
4.在进行测试时，应遵循安全操作规程，避免对测试设备和人员造成伤害。
示波器探头怎么选择
1、选择适当的探头
由于广泛的示波器测量应用和需求，市场上可供选择的示波器探头很多，因此探头选择过程很容易引起混淆。
为减少大量的混淆及缩小选择过程，应一直遵守示波器制造商的探头建议，这一点非常重要！因为不同的示波器是有不同的带宽、上升时间、灵敏度和输入阻抗。
充分利用示波器的测量功能要求探头要与示波器的设计相匹配。
2、根据测量需求选择
此外，探头选择过程应考虑测量需求。
您要测量哪些项目？是电压？电流？还是光信号？通过选择适合信号类型的探头，可以更快地获得直接测量结果。
3、根据信号幅度选择
另外，要考虑测量的信号幅度。
它们是否位于示波器的动态范围内？如果不是，必需选择可以调节动态范围的探头。
一般来说，这通过使用10X或更高的探头进行衰减来实现。
要保证探针上的带宽或上升时间应超过计划测量的信号频率或上升时间。
要记住，非正弦曲线信号具有重要的频率成分或谐波，其可能会在很大程度上超过信号的基频。
例如，为了测量包括100MHz方形波的第5个谐波，您需要探针上的带宽为500MHz的测量系统。
类似的，示波器系统的上升时间应该比计划测量的信号上升时间快3-5倍。
4、尽量选高电阻低电容探头
另外，应一直考虑示波器探头可能导致的信号负载。
尽量使用高电阻、低电容探头。
对大多数应用，带有20pF或更低电容的10M探头应为信号源负载提供充足的保证。
但是，对某些高速数字电路，您可能需要转向有源探头提供较低的电容。
如何正确选择和使用示波器探头
如何正确选择和使用示波器探头摘要：电子产品日益复杂，市场对示波器的带宽和准确性提出更高要求。
这不是购买一台高档示波器就能解决的问题，还需搭配适合的探头和正确的测试方法。
本文从探头的原理出发，讲述如何正确选择和使用探头。
一、认识示波器探头被测信号不可能直接接入到示波器中，这就需要一个设备为测试点与示波器之间建立电气连接。
根据需求不同，这个设备可以是一个导线，也可能是较为复杂的电路。
这个负责勾连测试点与示波器的设备就是示波器探头。
所以示波器探头至关重要，没有探头示波器将无法进行测量。
图1上图为示波器探头测量时的示意图，从上图可知，示波器一般具有三个典型的部分，探头头部、探头电缆和探头补偿设备。
其中探头头部的作用是与测试点直接接触，从而与被测系统产生电气连接，最终获取到需要测量的信号。
探头电缆的作用则是使示波器和探头头部彼此不互相干涉，可以做到在不移动示波器的前提下，随意移动探头头部，使之可以方便的与测试点接触。
最后的探头补偿设备，主要是为了尽量消除探头电缆带来的负面影响，从一定程度上保持探头的测量准确性。
由探头的基本结构可知，探头是不可能被看为一个透明的设备，一定会有很多性能上的限制，比如探头电缆和补偿设备决定了探头的带宽，又比如探头中的器件尺寸也决定了探头的输入电压。
所以探头会有一些基本的参数。
在此归纳一下：1、衰减系数衰减系数，是所有探头都会有的一个参数，指的是探头使信号幅度下降的程度。
某些探头可能会有可选择的衰减系数。
典型的衰减系数有1×、10×和100×。
1×探头表示不会对信号进行衰减。
10×则表示信号会被衰减10倍再输入示波器。
1×、10×这些名称的由来，是因为之前的示波器没有自动识别探头衰减系数和自动调节的能力，所以需要通过1×、10×这些名称来提醒测试者记得要把测量出来的结果乘以相应的倍数。
2、带宽带宽也同样是一个探头必备的参数，指的是探头导致信号衰减-3dB情况下的频率点。
示波器的使用注意事项
示波器探头的使用注意事项别看一个示波器探头很简单，其实还是很有讲究的。
以下是圈圈使用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。
另外就是探头的阻抗匹配。
探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节。
通常在探头的靠近示波器一端有一个可调电容，有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容。
它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的。
如果阻抗不匹配的话，测量到的波形将会变形。
调节示波器探头阻抗匹配的方法如下：首先将示波器的输入选择打在GND上，然后调节Y轴位移旋钮使扫描线出现在示波器的中间。
检查这时的扫描线是否水平（即是否跟示波器的水平中线重合），如果不是，则需要调节水平平衡旋钮（通常模拟示波器有这个调节端子，在小孔中，需要用螺丝刀伸进去调节。
数字示波器不用调节）。
然后，再将示波器的输入选择打到直流耦合上，并将示波器探头接在示波器的测试信号输出端上（一般示波器都带有这输出端子，通常是1KHz的方波信号），然后调节扫描时间旋钮，使波形能够显示2个周期左右。
调节Y轴增益旋钮，使波形的峰-峰值在1/2屏幕宽度左右。
然后观察方波的上、下两边，看是否水平。
如果出现过冲、倾斜等现象，则说明需要调节探头上的匹配电容。
用小螺丝刀调节之，直到上下两边的波形都水平，没有过冲为止。
当然，可能由于示波器探头质量的问题，可能调不到完全无失真的效果，这时只能调到最佳效果了。
另外就是示波器上还有一个选择量程的小开关：X10和X1。
当选择X1档时，信号是没经衰减进入示波器的。
而选择X10档时，信号是经过衰减到1/10再到示波器的。
因此，当使用示波器的X10档时，应该将示波器上的读数扩大10倍（有些示波器，在示波器端可选择X10档，以配合探头使用，这样在示波器端也设置为X10档后，直接读数即可）。
当我们要测量较高电压时，就可以利用探头的X10档功能，将较高电压衰减后进入示波器。
示波器探头的基本知识
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Leabharlann 第三, 信號源的幅度(最大,最小值) 信號源的幅度考慮也非常重要, 用很大量程的探 頭來測試小信號,一是精確度 的考慮,二是大才小用, 如果信號源的幅度很大,超 過了探頭的承受能力,就會 損壞探頭. 第四 物理連接考慮因素 1.方便連接 2.安全方面考慮 3.連接線太長會引入干擾
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7.CMRR(共模抑制比): 這個參數是指差分探頭的一個最重 要的指標. CMRR會隨頻率的提高而下降. CMRR=Ad(差分信號電壓增益)/Ac(共模信號電壓增益)
8. 傳播延遲: 傳播延遲是探頭器件及信號通過這些器件從 探針傳送到示波器連器所需要時間的函數.通常情況傳播延 遲是由於探頭的電纜導致的.
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3)該探頭的量程是 DC15A current 和 50A peak pulse current. 這個量程在我們的測試中很容易突破,所以需要非 常小心.用該探頭測試輸入電流時,一般在正常工作時其電流 是不會超過15A的,但在開機的瞬間,inrush current會遠遠 高于50A, 達到200多A,甚至超過300A. 所以在做這樣的測 試時需要先將探頭取下,待電源工作穩定以後再加入探頭.
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2)無源探頭的地線是同示波器的大地連接在一起的. 示 波器廠商設計該類探頭就只是用于測試以大地為參考點 的信號,不能測試電源一次側的信號.雖然我們的示波器 都是把地線剪掉了的,這就相當于示波器變成了一個浮 地的設備,變得可以測試一次側的信號,但是從準確性,安 全性方面來說都是欠妥的.在我們部門出現過用10X電 壓探棒測試二次側電壓跟100X電壓探棒測試輸入AC電 壓,結果把100X電壓探棒的接地線瞬間燒斷的事故.如果 需要同時監測一次,二次側的信號的情況,一次側請用差 分探棒. 3)探頭在使用的過程中要注意輕拿輕放,因為10X探棒的 接地線比較細,非常容易折斷.
示波器探头的类型
示波器探头的类型示波器探头是电子工程师在实际工作中最常用的工具之一。
探头的作用是将电路中的信号转换成示波器可接受的信号，这样工程师可以观察电路中的信号波形，分析电路的性能，并进一步优化电路设计。
本文将介绍示波器探头的类型，以便读者在选择和使用探头时能够更加得心应手。
被动探头被动探头是最常见的一种示波器探头，它主要由一个测量针和一个保护壳组成。
被动探头的测量针可以插入电路中，对信号进行测量，并将测量结果发送给示波器。
这种探头的主要特点是信号转换过程中不需要外部电源或电池，所以可以减少电路中的干扰。
被动探头还有一些不同的类型，包括：直接接地探头直接接地探头的测量针接地，这个接地位置是基准位置或者是地线。
示波器会将这个位置作为参照，进一步测量其他信号的变化。
这种探头常用于测试简单电路，如直流电源或低频信号。
非直接接地探头非直接接地探头的测量针与地无关，它仅测量电路中的信号并将其传递给示波器。
这种探头适用于测量高压或高频信号。
高压探头高压探头可以测量高电压信号，一般用于测试高压直流电源或HVAC电路。
这种探头的特点是绝缘性好，防止电击。
主动探头主动探头需要一定的电源或电池驱动。
这种探头的主要优点是可以缓存测量数据，提高示波器测量的分辨率，进而更好地分析信号波形。
下面介绍两种常用的主动探头。
高阻探头高阻探头的内部电路由保护电路、缓存器和前置放大器组成。
由于内部电路的特殊设计，高阻探头阻值很大，接在电路中不会对电路造成“负担”，可以减少电路本身的误差。
差分探头差分探头有两个测量针，它可以同时测量两个信号，并计算这两个信号的差值。
差分探头的主要应用是测量噪音或干扰信号。
由于计算的是信号差，这种探头可以减少瞬时噪音，提高测量精度。
总结本文介绍了示波器探头的常见类型。
被动探头通常适用于简单电路或低频信号，而主动探头则可以提供更好的测量精度和分辨率。
在使用探头时，应根据电路的类型和要求选择合适的探头，以充分利用示波器的功能，优化电路性能。
示波器探头选型时常犯的错误
应用指南是德科技选择示波器探头时常犯的 6 个错误引言大部分工程师都低估了探头的重要性。
没有探头，示波器就发挥不了任何作用。
探头使您能够观察被测设备（DUT）当前的状况。
目前市场上可以选择的探头有几百种，但为您的特定测量选择合适的探头以便获得准确的观测结果至关重要。
许多工程师认为示波器标配的无源探头已经足够好，但事实并不是这样。
如果您的应用使用了错误的示波器探头，那么就有可能遗漏重要事件，得到错误的测量结果。
使用何种探测方法，对您在屏幕上看到的测量结果的准确性有很大影响。
在进行测量之前，您应该主动了解其他工程师过去出现的错误，从中吸取经验教训：第 1 个错误：不了解关键技术指标如果您不知道应该关注示波器探头的哪些关键技术指标，那么就不可能确定自己的需求。
技术资料通常包含大量数字列表。
哪些才是您需要关注的？人们最熟悉的技术指标就是带宽。
探头的带宽范围从直流一直到大约 30 GHz。
对带宽的一个常见误解是以为带宽越大，可以看到的数据就越多。
但事实并非总是如此。
随着带宽的增加，许多关键技术指标都会发生变化，它们也是需要考虑的重要因素。
图 2. 不断提高的带宽如何影响其他关键技术指标。
噪声在各个频率之间均匀分布。
这意味着探头带宽越高，引入的频率越多，进入信号的噪声也越多。
为了防止发生这种情况，您应该根据下一节中介绍的计算方法，只使用需要的带宽。
而且，还需要借助更专业化的探头来测量更高频率。
当然，这需要加大开发力度，才能为敏感元件创造出如此专业化但成本较高的产品。
使用带宽超过需求的探头可能会带来额外的成本、工作量和噪声，这些要素可能会大大地影响您的测量结果。
各类探头都有优点和缺点，对于您所进行的特定测试，您需要选择更合适的探头。
充分理解关键技术指标，理解其对您的意义，将使探头选型变得更加容易。
我们认为，与其查看技术资料中那些冗长的技术指标列表，不如研究文档其余部分更重要。
第 2 个错误：选择的探头带宽不合适如果使用的探头带宽不正确，那么您可能会遗失信号细节，或者为系统引入不必要的噪声。
力科示波器探头使用指南
示波器探头基础系列之五——示波器探头使用指南美国力科公司概述：本文旨在帮助读者对常用的示波器探头建立一个基本认识。
此外，我们通过一系列的例子说明探头的不正确使用如何影响测量的结果。
理解探测问题注意!连接示波器和待测物会给被测波形带来失真。
示波器上应该贴上上面类似的警告标签吗？或许是的。
示波器同其它测量仪器一样，受制于各种测量问题——显然，示波器和待测物的连接会影响到测量，使用者理解这样的影响是非常重要的。
随着示波器技术的发展，连接示波器和待测物的工具和技术已经变得非常成熟。
早期的示波器，测量带宽只有几百KHz数量级，常使用电缆连接电路。
现代示波器使用各种连接技术以最小化测量误差。
使用者应该熟悉示波器本身以及示波器连接电路的各种方法的特性和限制。
考虑示波器连接待测电路的方式如何影响测量，待测电路可以等效为包含内置电阻和电容的戴维宁等效电压源。
同样，示波器输入电路和连接部分可以被等效为负载电阻和旁路电容。
该模型如图1所示。
当示波器连接信号源时，示波器的负载效应会减小测量到的电压。
低频的损耗取决于电阻比率Rs和Ro。
对于高频时的损耗，Cs和Co成了主要因素。
另外一个影响是系统带宽由于示波器的容性负载而变小，这也会影响到动态时间量的测量，如脉冲上升时间Risetime。
图1 包括信号源和示波器的简单测量模型示波器的设计者需要从两个方面入手来减少负载效应的影响:a．高阻探头，利用有源和无源电路来减少负载效应，这些电路包括补偿衰减器或者低容值场效应晶体管缓冲放大器。
b．对于高频应用的直接连接，示波器的输入电路采用50ohm的内部端接。
在这些场合，示波器输入电路被设计成常数的50ohm负载阻抗。
低电容的探头被设计为50ohm端接来减少负载效应。
如何选择合适的探头通常，探头可以被分成三大类。
1、无源高阻探头；2、无源低阻探头；3、有源探头。
针对特定应用选择特定探头，这些探头的优点和缺点都需要被仔细考虑。
表1给出了三种探头以及它们适合的频响范围和输入电压。
示波器主要技术指标及选择
一、数字示波器的主要性能指标在选择数字示波器时，我们主要考虑其是否能够真实地显示被测信号，即显示信号与被测信号的一致性。
数字示波器的性能很大程度上影响到其实现信号完整性的能力，下面根据其主要性能指标进行详细分析。
示波器最主要的技术指标是带宽、采样率和存储深度1、带宽如图1所示，数字示波器带宽指输入不同频率的等幅正弦波信号，当输出波形的幅度随频率变化下降到实际幅度的70.7％时的频率值（即f-3dB）。
带宽决定了数字示波器对信号的基本测量能力。
随着信号频率的增加，数字示波器对信号的准确显示能力下降。
实际测试中我们会发现，当被测信号的频率与数字示波器带宽相近时，数字示波器将无法分辨信号的高频变化，显示信号出现失真。
例如：频率为100MHz、电压幅度为1V的信号用带宽为100MHz的数字示波器测试，其显示的电压只有0.7V左右。
图2为同一阶跃信号用带宽分别为4GHz、1.5GHz和300MHz的数字示波器测量所得的结果。
从图中可以看出，数字示波器的带宽越高，信号的上升沿越陡，显示的高频分量成分越多，再现的信号越准确。
实际应用中考虑到价格因素（数字示波器带宽越高价格越贵），经过实践经验的积累，我们发现只要数字示波器带宽为被测信号最高频率的3-5倍，即可获得±3%到±2%的精度，满足一般的测试需求。
示波器所能准确测量的频率范围，大家都遵循测量的五倍法则：示波器所需带宽=被测信号的最高信号频率*5，使用五倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过＋/－2%，对大多的操作来说已经足够。
2、采样率，指数字示波器对信号采样的频率，表示为样点数每秒（S/s）。
示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和事件丢失的概率就越小，信号重建时也就越真实。
根据奈奎斯特定理，采样速率要大于等于2倍的被测信号频率，才能不失真地还原原始信号。
但这个定理的前提是基于无限长的时间和连续的信号，在实际测试中，数字示波器的技术无法满足此条件。
示波器探头概述及应用
示波器探头概述及应用本文主要介绍示波器探头的结构，分类，主要技术指标以及在实际测试中对测量结果的影响，另外还介绍了如何选用合适的示波器探头，以及使用示波器探头的注意事项。
1，概述示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要，它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。
最简单的探头是连接被测电路与示波器输入端的一根导线，但是探头都需考虑屏蔽措施及外界电磁场的干扰，而本身等效电容的大小，也会影响探头接入电路时，被测电路增加的负载，严重时就会影响到被测信号的失真。
本质上，示波器探头是在测试点和示波器之间建立了一条物理和电子连接；实际上，示波器探头是把信号连接到示波器输入上的某类设备或网络，它必须在信号源和示波器输入之间提供足够方便优质的连接。
连接的优质有三个关键的问题：物理连接，对电路操作的影响和信号传输。
20世纪60年代开始，普通BNC型连接器就成为常用的探头接口类型，目前BNC探头接口仍常见于测试和测量仪器设计，当前更高质量的BNC型连接器提供了接近4GHz的最大可用带宽功能。
之后，一些厂家提出了普通BNC型探头接口设计变通方案，在使用BNC 连接器的同时，额外提供了一个模拟编码的标度系数检测针脚，使得兼容的示波器能够自动检测和改变示波器的垂直衰减范围。
2，示波器探头的结构形式大多数探头由探头头部，探头电缆，补偿设备或其他信号调节网络和探头连接头组成。
为了进行测量，必须先能够在物理上把探头连接到测试点，为实现这一点，大多数探头至少有一两米长的相关电缆。
大多数探头还有一个探头头部，探头头部可以固定探头，用户则可以移动探针与测试点接触。
通常这一探针采用弹簧支撑的挂钩形式，可以把探头实际连接到测试点。
探头上的鳄鱼夹则提供与信号地的可靠连接。
3，示波器探头分类市场上有上千种不同的示波器探头，示波器探头的一个技术指标就是频率特性，按频率划分探头的种类有其方便之处，但是示波器探头的频率特性并不是其唯一的技术指标，最常用的探头是电压，电流探头，而探头通常是按测量对象进行分类的。
有关示波器探头的使用介绍
有关示波器探头的使用介绍什么是示波器探头示波器探头是一种用于测量电子设备和电路的工具。
它可以将电路上的信号引出，放大并转化为示波器可读取的信号。
使用示波器探头可以非常方便地查看电路中的电压、电流和频率等参数，为工程师的电路设计和故障排查提供了关键性的帮助。
示波器探头的种类被动探头被动探头是最常见的示波器探头，由一个尖锐的金属探针和一条导线组成。
被动探头的工作原理是通过探针接触电路上的信号点，将信号引入示波器中。
由于被动探头没有功率放大功能，因此它不会对电路的电性能造成负面影响。
被动探头适用于大多数普通的测量工作，其带宽范围通常在100MHz以下，可以满足大多数基本电路设计和维护所需的测量需求。
高阻探头高阻探头是一种比较特殊的示波器探头，通常用于测量高电阻的电路。
它采用了高阻电路设计，可以确保在测量高电阻电路时不会对电路产生负面影响。
高阻探头的带宽范围通常在几十MHz以下，适用于需要测量高电阻电路的测量工作。
差分探头差分探头适用于测量差分信号，它由两个探针组成，能够同时测量两个信号并将其相减。
差分探头采用了特殊的设计以便保持双向电路的平衡，同时消除来自电源线和环境干扰产生的噪音。
差分探头主要用于测量信号源之间的差异，特别适用于对高精度、低噪声的测量需求。
当前探头当前探头适用于测量电路中的电流，通常由夹子和测量头两部分组成。
电流探头通过夹住电路中的线圈来测量电流。
当前探头通常用于测量高电流电路中的电流，其带宽通常在几十MHz以下，但它的测量精度非常高。
示波器探头的使用技巧示波器探头在使用过程中需要注意一些技巧，以确保测量结果的准确性：1.确保探头正确接地。
示波器的地线一定要接到被测电路的地线上才能进行准确的测量。
2.确认探头接触点。
要确保探头与被测点接触良好，避免探针和接触点之间出现接触干扰。
3.确认测量范围。
在测量之前，要确定要测量的电压范围和频率范围，选择合适的探头才能够测量出精确的结果。
4.选择合适的探头。
示波器探头原理
示波器探头原理示波器探头原理示波器探头原理---示波器探头工作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，其中一类称为有源探头，探头内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，其中只包含无源元件如电阻和电容。
这种探头通常对输入信号进行衰减。
我们将首先集中讨论通用无源探头，说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响，接着简单介绍几种专用探头及其附近。
屏蔽示波器探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现，如果我们仅仅使用一面导线来代替探头，那到它的作用就好象是一根天线，可以从无线电台、荧光灯，电机、50或60Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号，其些这类噪声甚至还能抽向注入到被测电路中去所以我们首先需要的是屏蔽的电缆，示波器探头的屏蔽电缆通过们于探头尖端的接地线和被测电路连接，从而保证了很好的屏蔽。
示波器探头带宽和示波器一们，示波器探头也具有其允许的有限带宽。
如果我们使用一台100MHz的示波器和一个100MHz的探头，那么它们组合起来的响应就小于100MHz，探头的电容和示波器的输入电容相加，这就减小了系统的带宽，加大了显示的上升时间tr见第一章1.3节上升时间。
使用1.3节的公式tr(ns)=350/BW(MHz)如果示波器和探头各自均为100MHz带宽，其上升时间均为tr=3.5ns 。
则有效系统上升时间就由下式给出：trsystem=sqr(t2rscope+t2rprobe)=sqr(3.52+3.52)ns=sqr(24.5)2ns=4.95ns根据 4.95ns的系统上升时间求得，系统带宽为350/4.95MHz=70.7MHz。
Fluke公司给所有示波器配备的探头都能使示波器保证在探头尖端获得规定的示波器带宽，从上述的计算可以看出，视觉要求探头本射的带宽要比示波器的带宽宽得多。
示波器的主要参数和功能介绍
示波器的主要参数和功能介绍示波器是一种用来显示和测量电信号波形的仪器，广泛应用于电子、通信、自动化等领域。
本文将介绍示波器的主要参数和功能，帮助读者更好地了解和使用示波器。
一、示波器的主要参数1. 带宽（Bandwidth）带宽是示波器的一个重要参数，表示示波器能够准确显示的最高频率。
示波器的带宽越高，能够显示的高频信号越多。
在选择示波器时，需要根据被测信号的频率范围来确定合适的带宽。
2. 垂直灵敏度（Vertical Sensitivity）垂直灵敏度是示波器测量信号幅度的能力。
它通常以伏特每个小格来表示，即示波器在屏幕上的一个小格代表的电压值。
较高的垂直灵敏度意味着示波器可以测量较小的信号幅度。
3. 时间基准（Time Base）时间基准是示波器在水平方向上显示信号波形的参数。
它表示示波器在屏幕上的一个小格代表的时间值。
时间基准可以调节示波器的时间分辨率，使信号波形在屏幕上更加清晰可见。
4. 触发（Trigger）触发功能是示波器的一个重要功能，用于稳定显示信号波形。
通过设置触发电平和触发边沿，示波器可以在合适的时刻捕获并显示信号波形。
5. 存储和回放（Storage and Playback）存储和回放功能使示波器能够捕获并保存信号波形，供后续分析和回放。
这个功能特别适用于捕获瞬态信号或者长时间监测信号。
二、示波器的主要功能1. 显示波形示波器最基本的功能就是显示信号波形。
通过示波器，用户可以观察到信号的幅度、频率、周期、相位等特性。
2. 测量参数示波器可以精确地测量信号的幅值、频率、周期、占空比等参数。
通过调整示波器的参数设置，用户可以获取所需的测量结果。
3. 触发功能触发功能使示波器能够捕获、稳定并显示特定的信号波形。
用户可以通过设置合适的触发条件，确保波形显示的稳定性和准确性。
4. 存储和回放功能部分示波器具备存储和回放功能，可以捕获和保存信号波形，并在需要时进行回放。
这对于分析复杂的波形或者跟踪特定事件非常有用。
示波器的使用注意事项
示波器的使用注意事项示波器是一种用于测量电信号的仪器，它可以显示电信号的波形和频率。
在使用示波器时，需要注意以下几点：1. 选择合适的示波器在选择示波器时，需要根据测量的信号类型和频率来选择合适的示波器。
如果测量的是高频信号，需要选择带宽较高的示波器；如果测量的是低频信号，可以选择带宽较低的示波器。
此外，还需要考虑示波器的采样率、分辨率、垂直灵敏度等参数。
2. 连接正确的探头示波器的探头是用来连接被测电路的，因此需要选择正确的探头。
一般来说，探头分为两种类型：被动探头和主动探头。
被动探头适用于低频信号的测量，而主动探头适用于高频信号的测量。
在连接探头时，需要注意探头的接口类型和接线方式，确保连接正确。
3. 设置合适的触发模式示波器的触发模式有多种，包括自动触发、单次触发、边沿触发等。
在进行测量时，需要选择合适的触发模式，以确保测量结果的准确性。
例如，如果测量的是周期性信号，可以选择边沿触发模式，以确保每次测量都在信号的同一位置。
4. 调整合适的时间基准示波器的时间基准是用来控制水平方向上的扫描速度的，它的单位通常是秒。
在进行测量时，需要根据信号的频率和周期来调整时间基准，以确保波形能够完整地显示在屏幕上。
如果时间基准设置过小，波形会显示得很快，难以观察；如果时间基准设置过大，波形会显示得很慢，也难以观察。
5. 调整合适的垂直灵敏度示波器的垂直灵敏度是用来控制垂直方向上的放大倍数的，它的单位通常是伏特。
在进行测量时，需要根据信号的幅值来调整垂直灵敏度，以确保波形能够完整地显示在屏幕上。
如果垂直灵敏度设置过小，波形会显示得很小，难以观察；如果垂直灵敏度设置过大，波形会显示得很大，也难以观察。
6. 避免电路短路在连接示波器时，需要避免电路短路，以免损坏被测电路和示波器。
在连接探头时，需要确保探头的接线正确，避免接错或接反。
在进行测量时，需要避免将探头接触到电路的两个导体上，以免短路。
7. 避免电路过载在进行测量时，需要避免电路过载，以免损坏被测电路和示波器。
示波器电流探头的相关指标介绍
示波器电流探头的相关指标介绍示波器电流探头是一种用于测试电流信号的设备，它可以将电流信号转化为电压信号，并连接至示波器上，用于显示电流信号的波形图。
在选购此类设备时，需要了解一些相关指标，以确保选购到适合自己使用需求的示波器电流探头。
本文会针对电流探头的几个主要指标进行介绍。
带宽带宽是指示波器电流探头能够处理的信号频率范围，单位为赫兹（Hz）。
通常，带宽越宽，探头能够测量的低频率和高频率信号就越多，但是价格也相应地更高。
在选择示波器电流探头时，需要根据自身的测试需求确定所需带宽。
如果需要测量高频率信号，则需要选择带宽较高的探头。
灵敏度灵敏度是指探头输出的电压和被测电流之间的比例关系，通常使用单位是mV/A。
某个示波器电流探头的灵敏度越高，意味着它可以在相同电流水平下输出更大的电压信号，输出的信号峰值也就越高，方便对电流信号进行分析。
需要注意的是，在选择示波器电流探头时，不一定要选择灵敏度尽量高的产品，合理的灵敏度应该根据测试需求和检测负载来选择。
最大额定电流最大额定电流是指示波器电流探头能够安全测量的最大电流值。
通常表示为A，这个值取决于探头的线圈大小及其制作材料。
如果将电流超过了最大额定值，探头就可能会发生损坏。
在选择示波器电流探头时，需要根据测试需求确保选择的探头的最大额定电流值不低于被测试电路中最大电流。
频率响应频率响应是指示波器电流探头输出电压与探头接口处电流信号频率的关系，通常使用dBV/Hz来表示。
在进行电流信号分析时，频率响应十分重要。
对于需要测量瞬时电流波形的应用场合，需要选择具有平坦频率响应的探头，以确保信号在经过探头时可以完整传递。
阻抗阻抗是指示波器电流探头与被测电路的接口电阻，通常用欧姆（Ω）来表示。
在进行电流检测时，示波器电流探头的阻抗对电路的影响十分重要。
如果示波器电流探头的阻抗过高，就会影响到被测电路的准确性，甚至可能会改变电路的工作条件。
因此，需要选择阻抗相对较低的探头，以保证测量数据的准确性。
示波器探头补偿原理
示波器探头补偿原理探头要做校准补偿大家也许都知道，但是为什么要做，底层原因是什么，也许很多人就说不上来了，今天就和大家分享一下，希望可以帮助大家更好的理解示波器探头。
这一切，要从了解探头的补偿原理开始：示波器输入电阻示波器探头无法将电路信号送入示波器，咋一想，似乎直接连起来就能用了吧。
但是我们使用万用表测量示波器探头两端的电阻，居然有将近9M欧姆这么多，如下图所示:万用表测量探头X10档两端电阻而我们来看示波器，细心的朋友们会发现在示波器的BNC输入接口旁边一般都标记有1MΩ的对地输入电阻参数。
很多人可能不理解这个是代表了什么。
STO1104C示波器BNC输入接口其实，在使用示波器探头测量电路的时候，由于不希望示波器探头的接入而改变被测电路本身的工作状态，因此示波器探头一定是高阻的，即输入阻抗比较大（兆欧级别）。
而示波器是有一定的电压输入范围的，但是不同的测量场合又会有不同的电压，所以示波器探头会有不同的衰减比（1X，10X，100X……）。
那么最简单的信号衰减实现就是电阻分压，如下图所示：图中，R1为示波器探头上的电阻， Rin为示波器的输入电阻。
一般 Rin = 1MΩ ，100X下为 R1 = 99 MΩ ，10X下 R1 = 9MΩ ，而1X下理论上应该为 0Ω ，但实际上R1约为几百欧，一般在300欧以内万用表测量探头X1档两端电阻示波器输入电容那么按照上⾯介绍的电阻分压电路是不是示波器就能⽤了呢？不是的。
⼤家都知道，实际中，任何电路都不是理想电路，或多或少都有寄⽣参数。
示波器与示波器探头的接⼝也不例外。
由于示波器接⼝需要同时将信号与GND连接到示波器探头上（如下图所示，⼀般外圈的⾦属是GND，可以起到与外部屏蔽的作⽤，内部的⾦属为输⼊信号），因此，输⼊的信号和GND之间就形成了电容。
⽆论怎样改进示波器接⼝的设计，都⽆法消除示波器的输⼊电容的寄⽣参数。
⼀般示波器的输⼊电容典型值为15pF，14pF，12pF的都有，图中所示为14pF。
示波器使用指导书
示波器使用指导书一、简介示波器是一种用来观察和测量电信号波形的仪器，广泛应用于电子、通信、计算机等领域。
本指导书旨在帮助用户了解示波器的基本原理和操作，帮助用户正确、高效地使用示波器。
二、示波器的基本原理示波器通过将电信号转换为可见的波形图形，以便用户能够对信号进行准确的测量和分析。
示波器主要由探头、垂直放大器、水平放大器、触发器和显示器等部分组成。
1. 探头探头是示波器的重要组成部分，用于将被测信号引入示波器。
在选用探头时，需要根据被测信号的特点选择相应的探头，并正确地连接到示波器的输入端。
2. 垂直放大器垂直放大器用于调节示波器的垂直放大倍数，即信号在屏幕上显示的高度。
通过调节垂直放大倍数，用户可以观察到不同幅度的信号波形。
3. 水平放大器水平放大器用于调节示波器的水平放大倍数，即信号在屏幕上显示的宽度。
通过调节水平放大倍数，用户可以观察到不同时间段内的信号变化情况。
4. 触发器触发器用于稳定显示信号波形，使之呈现出重复性较好的波形图形。
用户可以根据需要调节触发器的阈值和触发模式，以获得稳定的波形显示。
5. 显示器显示器是示波器的核心部分，用于显示被测信号的波形图形。
通过观察显示器上的波形，用户可以进行信号分析、波形比较等操作。
三、示波器的操作步骤1. 接通电源在使用示波器之前，首先要确保示波器的电源稳定可靠。
将示波器的电源插头插入电源插座，并将示波器的电源开关打开。
2. 连接探头选择适当的探头，并根据被测信号的特点将探头正确地连接到示波器的输入端口。
注意探头的接地引线需要正确连接，以确保准确测量。
3. 调节垂直放大器根据被测信号的幅度范围，调节示波器的垂直放大倍数，使信号波形在显示器上适当放大，确保波形显示清晰可见。
4. 调节水平放大器根据被测信号的时间范围，调节示波器的水平放大倍数，使信号波形在显示器上适当放宽，确保波形显示完整。
5. 设置触发器根据被测信号的特点，设置触发器的阈值和触发模式，以获得稳定的波形显示。
示波器测量分辨率提升应用指南说明书
利用多种工具方法，把示波器测量分辨率提高到 11位以上在进行高分辨率测量时，您可以把数字示波器看作一个整体系统，来改善测量结果。
在对示波器工作模式、探头性能特点、过滤技术及整个系统交互方式有了基本了解之后，您可以改善小信号细节的测量效果。
本应用指南介绍了可以增强现代数字示波器中高分辨率波形采集的某些测量和信号处理技术。
在了解了这些技术的优点和缺点后，您可以在示波器中实现最好的测量分辨率。
提升示波器测量能力应用指南1B探测图1. 为实现高分辨率，必须优化整个测量系统。
为实现高分辨率测量，应把数字示波器看作一个整体系统，而不是简单的模数转换器。
必须考虑整条信号路径，从探头尖端，直到示波器的模拟前端、采样和数字信号处理。
图1所示的每个系统单元都会影响测量分辨率，可以进行优化，以实现最佳结果。
2 w w 3利用多种工具，把示波器测量分辨率提高到11位以上探测探头选择和探头设置至关重要探头的作用似乎很明显，但为实现最优结果，必须进行折衷，特别是在进行高分辨率测量时。
示波器标配的无源探头可能并不是实现最佳分辨率的最佳解决方案。
在本应用指南中，我们将概括介绍影响高分辨率测量结果的探测考虑因素。
与探测有关的更详细的信息请参阅 www.oitek .com .cn 网站中的“电子仪器教材4：全面了解示波器探头”。
最大限度地降低衰减，使信噪比达到最大。
在高分辨率测量中，非常重要的一点是使信号幅度达到最大，同时使外部噪声达到最小。
探头选择是非常关键的第一步。
电压探头与示波器的输入阻抗构成电压分路器（如1X、10X、100X），一般会衰减输入信号。
1X 探头不会降低或衰减信号，10X 探头则会把输入降低到原始信号幅度的 1/10。
示波器通过放大信号来补偿这种衰减，遗憾的是，示波器也会放大探头和示波器增加的任何噪声。
从信噪比角度看，最优探头应该没有衰减或衰减很低。
例如，图2所示的TPP0502高阻抗无源探头提供了 500 MHz 带宽，但只有 2X 衰减。
示波器探头基础知识
ScopeArt先生”团队成员示波器探头是示波器使用过程中不可或缺的一部分;它主要是作为承载信号传输的链路;将待测信号完整可靠的传输至示波器;以进一步进行测量分析..很多工程师很看重示波器的选择;却容易忽略对示波器探头的甄别..试想如果信号经过前端探头就已经失真;那再完美的示波器所测得的数据也会有误..所以正确了解探头性能;有效规避探头使用误区对我们日常使用示波器来说至关重要在绝大多数示波器测量环境下;我们都需要使用探头..示波器探头有很多种;内部原理构造迥异;使用方法也各不相同..本文主要给大家介绍示波器探头的种类及工作原理;探头使用过程注意事项以及如何选择示波器探头..1 示波器探头种类及工作原理对于DC直流或一般低频信号而言;示波器探头只是一个由特定阻抗R所形成的一段传输线缆..而随着待测信号频率的增加和不规则性;示波器探头在测量过程中会引入寄生电容C以及电感L;寄生电容会衰减信号的高频成分;使信号的上升沿变缓..寄生电感则会与寄生电容一起构成谐振回路;使信号产生谐振现象..所有这些都会对我们测量信号的准确性带来挑战..图1 探头电气特性示意图示波器探头按供电方式分可分为无源探头和有源探头..无源探头又分为无源低压、无源高压及低阻传输线探头等;有源探头又分为有源单端、有源差分、高压差分探头等..此外;在一些特殊应用下;还会使用到电流探头AC、DC、近场探头、逻辑探头以及各类传感器光、温度、振动探头等..无源探头是最常用的一类电压探头;也是我们在购买示波器时标配赠送的探头..如图2所示..图2 无源探头示意图无源探头一般使用通用型BNC接口与示波器相连;所以大多数厂家的无源探头可以在不同品牌的示波器上通用某些厂家特殊接口标准的探头除外;但由于示波器一般无法自动识别其他品牌的探头类型;所以此时需要手动在示波器上设置探头衰减比;以保证示波器在测量时正确补偿探头带来的信号衰减..图3所示为日常最为常见的一类无源探头原理示意图;它由输入阻抗Rprobe、寄生电容Cprobe、传输导线一般1至1.5米左右、可调补偿电容Ccomp组成..此类无源探头一般输入阻抗为10M;衰减比因子为10：1..图3无源探头原理图在使用此类探头时;示波器的输入阻抗会自动设置为高阻1M..此时示波器BNC通道输入点的电压Vscope与探头前端所探测的电压值Vprobe的关系满足以下对应关系：Vprobe/Vscope = 9M + 1M / 1M = 10 : 1由关系式可知;示波器得到的电压是探头探测到电压的十分之一;这也是无源探头10：1衰减因子的由来..无源探头具备高阻抗10M;因此它对待测电路的负载效应将在第二部分详述很小;能覆盖一般低频频段500MHz以内;耐压能力强300V-400Vrms;价格便宜;通用性好;所以得到广泛使用..当无源探头的衰减因子为100：1、1000：1甚至更高时;此类探头一般归类为无源高压探头..由于其衰减比很大;因此能测量高压、超高压电信号..图4 R&S RT-ZH10高压探头还有一类无源探头;其衰减比为1：1;信号未经衰减直接经过探头传输至示波器;其耐压能力不及其它无源探头;但它具备测试小信号的优势..由于不像10：1 衰减比探头那样信号需要示波器再放大10倍显示;所以示波器内部噪声未放大;测量噪声更小;此类更适用于测试小信号或电源纹波噪声..图5 R&S HZ-154 1:1/10:1可调衰减比无源探头无源传输线探头是另一类特殊的无源探头;其特点是输入阻抗相对较低;一般为几百欧姆;支持带宽更高;可达数GHz以上..图6为输入阻抗为500的10：1无源传输线探头原理图：图6传输线探头原理图传输线探头具备低寄生电容;低输入阻抗的特性;一般用来测量高频信号..在使用传输线探头时应该注意将示波器输入阻抗设置为50;以与传输线50阻抗相匹配;传输线探头的典型应用为测量50传输线上的电信号;通过SMA-N等不同的转换接头;传输线探头也可用在频谱分析仪等其它测试设备上..图7传输线探头的典型应用需要注意的是;由于传输线探头的低阻抗;它的负载效应会比较明显..因此;此类探头仅适用于与低输出阻抗几十至100欧姆的电路测试..对于更高输出阻抗的电路;我们可以选择使用高阻有源探头的方案;将在后续详述..图8 R&S RT-ZZ80 8.0GHz无源传输线探头介绍完无源探头;我们接下来看看有源探头..顾名思义;有源探头区别于无源探头最大的特点是“有源”;即它需要提供电源才能工作..如今大多数有源探头都配备有特殊接口;通过与示波器连接从示波器获得电源;而不需要额外提供外置电源某些型号除外..下图所示为有源单端探头原理图：图9 有源单端探头原理图有源单端探头一般具备高阻抗1M上下;低寄生电容..其前端有一个高带宽的放大器;有源探头的供电主要用于此放大器..放大器驱动信号经过50传输线到达示波器;示波器的输入阻抗需选择为50作匹配..由于其较低的寄生电容和50欧姆传输;有源单端探头可以提供比无源探头更高的带宽;因此主要应用在高频信号的测量领域..优点和缺点往往是并存的;有源单端探头亦是如此..能够测量更高带宽的信号是其优点;但由于需要集成有源放大器;因而其成本相对于无源探头来说更高;一个几 GHz带宽的有源单端探头价格可达数万人民币..除此之外;由于高带宽放大器的信号输入范围十分有限;因而其动态范围有限;一般有源单端探头的动态范围仅在几伏范围之内;探头所能承受的最大电压也只有几十伏..相对于前面所说的无源传输线探头;有源单端探头同样可以应用在低阻抗高频率信号的测量环境;且由于其输入阻抗相对于无源传输线探头更高;因此它的负载效应更小..不仅如此;R&S有源单端探头还可以与RT-ZA9N型转换接头;USB供电附件连接;进而用在射频信号源和频谱分析仪上;用来测试特殊环境下的信号;如传统50欧姆同轴线缆无法连接的探测点处;或者需要使用高阻探头探测待测点信号频谱时..图10 R&S RT-ZS系列单端有源探头与RT-ZA9 N型转换头相连除了有源单端探头之外;有源差分探头是另外一类重要的有源探头..我们可以从字面上来理解这两种探头的区别;有源单端的前端有两处连接点：信号点和地..有源差分顾名思义主要用来测试差分信号;探头前端有三处连接点：信号正、信号负、地..图11 有源单端探头前端左与有源差分探头前端右有源差分探头的原理图如下：图12有源差分探头原理图与有源单端探头相比;其最大不同在于使用了差分放大器..有源差分探头同样具备低寄生电容和高带宽特性;所不同的是;有源差分探头具有高共模抑制比CMRR;对共模噪声的抑制能力比较强..有源差分探头主要用来测试差分信号;即测试两路信号一般为相位相差180度的正反信号的相对电压差;与地无关..图13差分信号测试原理示意图上图显示了用有源差分探头测试差分信号的原理;图中红色波形显示的为差分信号Vin+;蓝色波形显示为差分信号Vin-;二者幅度相同;相位相差180 度..Vin+和Vin-经由差分探头正、负探测点探测后经过差分放大器放大;然后传输至示波器;最后得到如图绿色差分波形..这里要介绍几个概念;以便大家能够更好的理解共模抑制比CMRR..共模Common Mode：差分信号两端具有相同幅度和相位的信号成分;用表达式表示为Vcm =Vin+ + Vin-/2.由于理想的Vin+、Vin-幅度相同;相位相反;所以二者相加应该为零..但在实际工作环境下;Vin+、Vin-上会叠加上噪声干扰Vnoise..由于 Vin+、Vin-所处环境相同;因而在二者上叠加的噪声也往往相同;所以由CM表达式可知：CM = Vnoise.差模Differential Mode：差分信号两端不同的信号成分;用表达式表示为Vdm = Vin+ - Vin-.共模抑制Common Mode Rejection：差分放大器对共模信号的抑制能力;即差分放大器的一项主要能力是对Vnoise进行抑制消除..如果共模电压Vcm经过差分放大器的增益为Acm;差模电压Vdm经过差分放大器的增益为Adm;则我们可以用共模抑制比Common Mode Rejection Ratio即CMRR来表示共模抑制能力;其表达式为：CMRR = Adm / Acm举例如下图：差模信号Vdm幅度为1V;经过差分放大器后幅度为2V;即Adm = 2. 共模信号Vcm幅度为4.5V;经过差分放大器后幅度抑制为0.45V;即Acm=0.1. 因此;CMRR = 2 / 0.1 = 20：1 = 26dB..图14 差分信号测试举例对于理想的差分放大器而言;我们希望其完全抑制共模信号;从而消除噪声Vnoise对差分信号测量的影响..对于一般的差分信号测量而言;20dB的CMRR已经足够;而R&S RT-ZD40的CMRR可达50dB;性能非常优异..图15 R&S RT-ZD40有源差分探头值得一提的是;R&S的有源单端探头和有源差分探头上都配备了MicroButton多功能按钮和ProbeMeter探头计功能..其中;MicroButton是位于有源探头前段的一个微型按钮;用户可以在测试时很方便的按动按钮;从而执行对示波器的特定控制可自定义;如：自动设置、默认设置、单次运行、连续运行等..图16 MicroButton多功能按钮ProbeMeter则是集成在有源探头前端的16位DC电压计;可用来直接在探头点处测试直流电压;这与其他厂家使用探头捕获波形然后输送到示波器;进而对波形进行测量得到DC数值的方案完全不同..很显然;ProbeMeter摒除了探头传输的失真影响;从而具备了0.1%的高精准度..在使用差分探头时;可以借助此功能方便快捷查看单端、共模、差模电压数值..图17 ProbeMeter探头电压计有源差分探头可用于绝大多数较小幅度差分信号的测量;但对于幅度达上百甚至上千幅的高压差分信号而言;有源查分探头就显得力不从心了..此时我们只能借助于高压差分探头的帮忙;相对于一般差分探头而言;高压差分探头具有更高的动态范围;能够承受更高的电压..图18 R&S RT-ZD01 ±1400V 高压差分探头高压差分探头相对于无源高压探头而言价格昂贵;因此有用户在测试高压差分信号时会选择将示波器的电源接地线剪断;使示波器“浮起来”进行测试;这是非常危险的;一定要杜绝此类行为..我们将在第二部分详细说明..电流探头严格意义上说也属于有源探头的一种;几乎所有的电流探头在使用过程中都需要供电..电流探头主要分为三类：AC仅能测试交流电、DC仅能测试直流电、AC+DC..而目前大多数电流探头都具备了AC+DC的测量功能..电流探头的原理如下;主要是利用电磁效应AC测量和霍尔效应DC测量..图19 AC+DC电流探头原理图当有AC电流经过导线穿过电流探头的前段闭合钳口时;会有相应磁场产生;通过磁场的强弱直接感应到电流探头的线圈..探头就象一个电流变压器;系统直接测量的是感应电流..如果是DC或者低频电流;当电流钳闭合后;电流导线附近会出现一个磁场..磁场使霍尔传感器内的电子发生偏转;在霍尔传感器的输出产生一个电压..系统根据这个电压产生一个反相补偿电流至电流探头的线圈;使电流钳中的磁场为零;防止磁饱和..系统根据反相电流测得实际得电流值..电流探头的选择主要依据其测量带宽、量程以及钳口直径等..MSO数字逻辑探头在数字逻辑测试中会经常使用;与一般8bit模拟探头相比;数字逻辑探头根据示波器所设置的判决门线电平;将捕获的电压按照0、1跳变1bit的数字信号在屏幕上显示出来..用户可以根据多路数字信号的逻辑电平及关系来判断逻辑电路的性能..图20 R&S RTO-B1数字逻辑探头EMI近场探头是另一类特殊的探头类型;它实际使用了天线接收原理;用来捕获电路板上空间辐射的电磁场干扰;特别是在系统集成中做EMI电磁干扰的诊断..图21 EMI近场探头示意图除了以上给大家介绍的各种探头之外;还有光探头、温度传感探头及其他各类传感探头等..原则上来说;任何一款能够将各物理量转换成电压信号并具备与示波器互连能力的传感器都可以作为示波器探头;用户可以根据具体使用环境和需求选择适合的探头类型..------未完待续-----------------------------------------作者介绍:聂文伟先生于2008年毕业于北京交通大学电信学院;电磁场与微波技术专业;获工学硕士学位..毕业后供职于ZTE中兴通讯股份有限公司;先后从事无线产品测试与海外营销方面的工作..2012年加入罗德与施瓦茨公司;现任罗德与施瓦茨公司西安示波器业务发展工程师;主要负责西北地区的示波器产品市场推广工作..在示波器探头基础入门指南上一文中;我们主要介绍了示波器探头的种类及其工作原理;接下来我们将介绍示波器探头的主要指标;如何选择示波器探头;以及在示波器探头的使用过程中应该注意哪些问题..2 示波器探头的主要指标2.1 带宽与示波器一样;示波器探头的频响类似一个低通响应..探头的带宽是指探头响应输出幅度下降到70.7%-3dB时对应的输入信号频率..图1探头频响及带宽定义当示波器配合探头使用时;示波器+探头就构成了一套测量系统;此测量系统的带宽满足以下公式：可见;探头带宽越高;对示波器带宽的影响也就越小..一般我们推荐示波器探头的带宽为示波器带宽的1.5倍;即探头带宽略高于示波器带宽..2.2 上升时间探头的上升时间是指探头对阶跃函数10%-90%的响应时间..一般而言;探头带宽越高;上升时间越短..与示波器一样;大多数探头的带宽与上升时间满足0.35公式;即：T rise = 0.35/BWprobe示波器+探头测量系统的上升时间则满足以下公式：2.3 输入阻抗探头一般都标注了输入阻抗值;从50至10M甚至更高..探头的输入阻抗会严重影响探头的负载效应将在第三节中详述..输入阻抗越大;探头的负载效应越小;对待测电路正常工作影响也就越小..输入阻抗越小;探头的负载效应越大;对待测电路正常工作的影响就越大..2.4 输入电容输入电容是有源探头的一项关键指标..有源探头的输入电容一般很小;小至pF甚至零点几pF..小的电容会在高的频带上提供较大的输入阻抗;从而减小负载效应..由输入电容导致的输入阻抗公式如下：R in = 1/2πfCin由以上公式可知;Cin越小;探头可以支持更高的带宽f;这也是为什么有源探头相对于无源探头而言可以提供更大的带宽的原因..2.5 衰减比一般探头都会对探测到的信号进行衰减;然后输送至示波器..最常见的衰减比为10：1;即信号衰减为原始的十分之一;此时衰减比标注为10X..此外;常见的还有1X、100X、1000X探头等..2.6 最大输入范围探头都有最大输入范围;超过一定输入范围则可能损坏探头..3 示波器探头使用注意事项3.1 负载效应探头的负载效应是指被测电路接上探头后;探头与示波器一起组成了待测电路的并联负载;从而吸引一部分电流流入示波器;对原始待测电路上的信号产品影响..如果负载效应很大;则测到的波形与原始波形变化很大;示波器就不能准确测量波形..图2示波器探头接入引起负载效应那么如何评判探头的负载效应呢一般来说;探头接入的输入阻抗应为待测电路待测点处输出阻抗的10倍以上;此时负载效应较小;测量误差在允许范围以内..如下图所示：图3负载效应示例在探头探测前;探测点的电压为5V × 100K/100+100K=4.995V..探头探测后;并联了一个1M的阻抗;此时探测点的电压为：5V × 90.9k/100+90.9k = 4.994V此时;探头引入的负载效应仅为0.001V;可以忽略不计..如果待测点的输出阻抗更高;则需要使用更高输入阻抗的探头..值得一提的是;当我们测试由信号源输出的射频信号时;一般使用的是50传输线缆..50的传输线缆与信号源输出阻抗50相匹配;使功率最大的传输至示波器;从而保证了测量精度..而在某些时候;工程师希望测试电路板上某个探测点处的频谱;往往使用剪断的50传输线缆;在剪断处剥离地和传输芯;用以接触探测点..线缆另一端则连接至频谱仪..图4前段剥离的50传输线缆这种做法则是不可取的;电路板上的探测点与射频源的输出不同;由于传输线的50低阻抗;会对测试点处引入较大的负载效应..正确的做法是;使用高输入阻抗的探头取代50传输线缆;与频谱仪连接..R&S提供了RT-ZA9的BNC-N转接头方案;它可以将高输入阻抗的R&S有源探头1M与频谱仪或接收机相连接;对需要高阻抗测试的DUT进行精准测量..图5 RT-ZA9转接头示意图前面介绍过;探头一般含有电阻、容性阻抗和感性阻抗..电阻的负载效应会对信号DC分量测量造成影响;对波形的幅度测量造成误差..容性阻抗对AC分量的测量造成影响;比如会影响延缓信号的上升时间..感性阻抗则会对波形测量引入振铃现象..图6探头负载效应分类3.2 探头补偿我们在与电子测量工程师的交流中;经常提到探头补偿的问题..当我们购买示波器后第一次使用时;或者因探头资源紧张而临时拿其他品牌探头使用时;都会涉及到探头补偿问题..所谓探头补偿是指示波器与探头连接使用时;调整探头的可变电容;在探头与示波器之间进行频率补偿;使频率达到相对稳定的状态..当补偿完成后;具备如下关系式:R scope × Cscope= Rprobe× Cprobe即：为了最大限度地传送信号;示波器的输入电阻和电容必须与探头输出的电阻和电容相匹配;此时探头具有最优信号传送能力..那么如何进行探头补偿呢探头补偿一般针对无源探头而言有源探头也存在补偿;使用过无源探头的工程师可能会发现;在无源探头与示波器接触的一端上有一个小孔;这个小孔内有一个十字旋钮..通过探头自带的螺丝刀小工具即可深入小孔内调节探头的可调电容值..图7调节无源探头的可调电容值具体原理如下图所示：图8通过调节探头可调电容Ccomp来实现探头匹配探头补偿的步骤如下：连接探头与示波器通道；将探头前端连接至示波器上的探头补偿Π方波信号一般为1KHz、1V的信号；使用自带小工具调节探头可调电容;使得示波器上显示的方波信号的高低电平部分保持平稳;即实现探头与示波器的匹配..在调节探头时;示波器上显示的方波信号可能存在以下三种状态：图9探头欠补偿、过补偿、匹配状态的波形3.3 谐振效应在使用探头测量信号上升沿时;把示波器的时基范围调小;一般能看到在上升沿的过冲部分存在振铃现象;即探头带来的谐振效应..图10探头带来的振铃效应探头不仅存在阻抗以及寄生电容;还存在寄生电感特别是在测试高频信号时..探头是由导线和地线组成的;通常导线及地线越长;电感值就越大..探头上的寄生电感和寄生电容容易形成谐振回路;在输入信号的激励下;在某些频率上产生高频减幅谐振;从而出现振铃现象..图11振铃现象的产生如下图所示;探头的输入阻抗会在特定频率fx处达到最小值..图12探头输入阻抗此时探头的寄生电感、寄生电容以及待测信号源构成谐振回路;出现谐振效应;谐振频率为:其中;Lcon为探头寄生电感;Cin为输入电容..如果谐振频率刚好落在探头带宽范围之内;则在测试此频率的信号时会出现谐振现象..为了降低这种效应;使用者往往使用最短的地线;从而减小探头的Lcon寄生电感;使得fresonance 谐振频率最大化;从而超出示波器探头的带宽范围;也就进一步有效避免了谐振效应..探头地线的长度严重影响谐振效应;以下图片充分说明了地线长短对波形上升沿测量的影响..图13不同长短的底线的谐振效应由图示可知;地线越短;谐振效应越小;上升沿引起的振铃现象越不明显;此时的测量精度也就越高..所以;在测试环境允许的情况下;尽可能地使用更短的地线..3.4 浮地测量问题测量差分信号时;我们往往面临以下3种选择：使用两个通道CH1、CH2;分别测试差分信号两端;然后相减；图14使用两个单端探头测量差分电压使用差分探头测试；图15使用差分探头测量差分电压直接使用单端探头浮地测量；图16使用浮地的方法测量差分信号第1种方法需要两个通道及探头之间的完全一致性..即便如此;两个通道上产生的不同噪声也会对测量结果造成影响;此种方法测试的CMRR共模抑制比很差;不作推荐..第2种方法是最值得推荐的方法;使用差分探头具有高CMRR在示波器探头综述上有记载;测得数值精确..然而;差分探头往往价格昂贵;并非所有客户愿意花重金采购..因而就有了第3种方法;使用单端探头对差分信号直接进行浮地测量..差分信号两端一正一负;如果要使用单端探头进行探测;往往将单端探头的地端与差分信号的负端相接..而单端探头接上示波器后;探头地线会与示波器电源地线共地;从而将差分信号的负端拉至地;对原始差分信号有影响..因此;有人想到浮地测量的方法;即将示波器电源地线剪断;使示波器浮地..浮地测量在电源测试中可能会造成触电危险;因为有些差分电压的负端高达负的上百上千伏..在测试过程中;如果人手不小心触碰到示波器其他通道的BNC接地壳;则会触电因此;浮地测量不是推荐的测量方法..图17浮地测量带来触电危险除了以上3种常见测量方法之外;还可以使用通道隔离的示波器;或者使用隔离电源对示波器供电的方法..在此就不作详述了..3.5 其他品牌探头兼容性问题我们在日常使用示波器时经常出现原始匹配探头丢失或损坏的情况..此时;能够解决问题的办法通常是拿手头上其他品牌的探头临时配合示波器使用..很多人不了解具体情况;插上示波器探头就开始测试;这样往往测得的数值存在很大偏差;是不可取的并非不同品牌示波器和探头不能配合使用;实际上;目前市面上绝大多数品牌示波器的无源探头均具备统一的BNC接口;可以与其他品牌示波器配合使用..但是在正式测量之前;有几点需要注意..首先;一般示波器无法自动识别其他品牌探头的衰减比衰减因子;所以在与其他品牌探头一起使用时;需要在示波器上手动设置探头衰减比;这样才能防止测量值偏差10几倍甚至上千倍的错误..其次;不同品牌的示波器和探头之间同样存在不匹配问题;即前面所述探头补偿问题..所以;在测试之前;需要对探头进行补偿..此外;不同厂家的有源探头包括有源单端、有源差分、部分电流探头等甚至部分无源探头设计为独特接口标准..针对此类探头;有时可采用不同的转换接头使用;如R&S为有源探头提供的BNC转N型的RT-ZA9转接头等..而大多数不具备转接头的探头则无法与其他品牌示波器通用..-----------------------------------完------------------------------------------。
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了解示波器探头,并不是任何探头都适用所有这些指标
本文按字母顺序列明了各个指标；并不是任何探头都适用所有这些指标。
例如，插入阻抗指标仅适用于电流探头；其它指标( 如带宽) 则是通用指标，适用于所有探头。
希望本文可以帮助您更好地了解示波器探头。
1、畸变(通用指标)
畸变是输入信号预计响应或理想响应的任何幅度偏差。
在实践中，在快速波形转换之间通常会立即发生畸变，其表现为所谓的“振铃”。
畸变作为最终脉冲响应电平±百分比进行测量或指定。
这一指标可能还包括畸变的时间窗口，例如：
在前30ns内，畸变不应超过峰峰值的±3% 或5%。
在脉冲测量上看到畸变过多时，在认为畸变是探头故障来源时，一定要考虑所有可能的来源。
例如，畸变实际上是信号源的一部分吗？还是探头接地技术导致的？
观察到的畸变最常见的来源之一，是疏于检查及正确调节电压探头的补偿功能。
严重过度补偿的探头会在脉冲边沿之后立即导致明显的峰值。
2、精度(通用指标)
对电压传感探头，精度一般是指探头对DC信号的衰减。
探头精度的计算和测量一般应包括示波器的输入电阻。
因此，只有在与拥有假设输入电阻的示波器一起使用探头时，探头精度指标才是正确的或适用的。
精度指标实例如下：
在3%范围内10X ( 对1兆欧±2%的示波器输入) 对电流传感探头，精度指标是指电流到电压转换的精度。
这取决于电流变压器线圈比及端接电阻的值和精度。
使用专用放大器的电流探头的输出在安培/格中直接校准，精度指标用电流/格设定值百分比的衰减器精度指定。
3、安培秒乘积(电流探头)
对电流探头，安培秒乘积规定了电流变压器磁芯的能量处理功能。
如果平均电流和脉宽的乘积超过额定安培秒乘积，磁芯会饱和。
这种磁芯饱和会导致在饱和过程中发生的波形部。