示波器常用的探头有哪些(电压、电流、逻辑、差分详解)
示波器探头基础知识
示波器探头基础知识示波器探头原理---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特性，以适应各种不同的专门工作的需要，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普通导线来代替探头，那么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，这类噪声甚至还能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。
一．探头构造图：4. 一个探头，就算它只是简单的一条电线，它也可能是一个很复杂的电路。
a）对于DC 信号( 0 Hz 频率)，探头作为一对导线与一系列电阻，就向一个终端电阻一样。
b) AC 信号的特性变化是因为：电线具有分布电感(L)，电线具有分布电容(C)。
分布电感反作用于AC信号，在信号频率增加时，阻止AC信号通过。
分布电容反作用于AC信号，在信号频率增加时，减小 AC信号电流通过的阻抗。
这些反作用元件(L 和 C )的交互作用，与电阻元件(R)一起，成为随信号频率不同而变化的探头阻抗。
示波器选型（探头技术指标参数的意义）自从示波器问世以来，它一直是最重要，最常见的电子测试仪器之一，由于电子技术的发展，示波器的功能在不断上升完善，其它性能和价格也是五花八门主，其探头也是从单一到复杂。
一。
频宽和示波器一们，探头也具有其允许的有限带宽。
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。
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。
差分探头
畸变：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“减幅振荡”。差分探头的两个差分输入线非常长，常见的有 30cm左右，如果差分探头这个指标设计不好，那么测量
分类
常见的差分探头有两类：有一类是针对低压信号的，在高速的数字电路中这种差分信号比较常见，这一类差 分探头的测量电压常见的幅值是±8V，带宽一般在1GHz以上；另一类是专门针对高压测量的，测量电压高达上KV， 在开关电源测量中这种差分信号比较常见，这类差分探头叫高压差分探头，测量电压一般在KV级别，带宽在 20MHz—100MHz范围内比较常见。
差分探头差分信号放大原理图
3大重要指标
带宽
CMRR
畸变
带宽 (通用)：所有探头都有带宽。探头的带宽是指探头响应导致输出幅度下降到70.7% 。在选择示波器和 示波器探头时，要认识到带宽在许多方面影响着测量精度。在幅度测量中，随着正弦波频率接近带宽极限，正弦 波的幅度会变得日益衰减。在带宽极限上，正弦波的幅度会作为实际幅度的70.7% 进行测量。因此，为实现最大 的幅度测量精度，必需选择带宽比计划测量的最高频率波形高几倍的示波器和探头。这同样适用于测量波形上升 时间和下降时间。波形转换沿(如脉冲和方形波边沿)是由高频成分组成的。带宽极限使这些高频成 分发生衰减， 导致显示的转换慢于实际转换速度。为精确地测量上升时间和下降时间，使用的测量系统必需使用拥有充足的带 宽，可以保持构成波形上升时间和下降时间的高频率成份。最常见的情况下，使用测量系统的上升时间时，系统 的上升时间一般应该比要测量的上升时间快2倍以上。
操作方法
差分探头PINTECH为例 其可分为两部分。差分探头外观如下： 操作方法差分探头外观A.输出端： BNC输出端子和辅助接地端子用于连接示波器。 B.输入端：差分探头输入端用于连接探头测试夹。 C.测试夹：测试夹用于安全的连接到电路中的测试点
探头的原理及种类
10% 0%
z 1X 被测探头的上升时间波形
10% 0%
z 10X 被测探棒的上升时间波形
探头输入阻抗
Input
Impedance
100M
10M
1M
100k
10k
Active
1.0 pF/1 MΩ
1k
100
10
Zo 0.15 pF/500 Ω
1
10X Passive 10 pF/10 MΩ
10X Passive probe loading goes to 159 Ω at 100 MHz
共模及差模
f 共模(Common Mode)电压 Vcm 及共模增益 Acm :
– 两个输入端对地的电压差为 Vcm， 经过差模放大器后的增益为 Acm
f 差模(Differential Mode)电压 Vdm 及差模增益 Adm :
– 两个输入端间的电压差为 Vdm ，经过差模放大器后的增益为 Adm。
f 示波器的测量中，探头是必备的，所以探头带宽亦会影响测量 结果，其上升时间影响公式如下：
( ) ( ) ( ) 测量值上升时间 = 信号上升时间 2 + 示波器上升时间 2 + 探头上升时间 2
f 由于带宽和上升时间成倒数关系故其带宽公式如下：
1 测量带宽
=
⎜⎛ ⎝
信号1带宽⎟⎠⎞2
+
⎜⎛ ⎝
示波器1 带宽⎟⎠⎞2
探头接地线的电感效应
电源线直接连接
BNC 探头连接
1” 接地线
3” 低阻抗接地线
6” 接地线
未接接地线
探头传输延迟
测量时序、功率、及延迟时重要的考虑
f 典型的探头延迟范围在 4 ns 到 8 ns。 f 不同的探头会造成不同的延迟，需用示波器 “deskew(抗歪斜)”
示波器探头
示波器探头1. 简介示波器探头（也称为测量探头）是示波器电子设备中的一个重要组成部分，用于连接被测电路和示波器，将电路上的信号转换为示波器可以显示和分析的电压波形。
探头的设计与性能直接影响着示波器的测量准确性和灵敏度。
本文将介绍示波器探头的基本原理、结构和使用方法，并介绍一些常见的示波器探头类型及其特点。
2. 基本原理示波器探头的基本原理是通过在被测电路上插入一个高阻抗的输入电路，将电路上的信号采集到探头中，并通过电缆传输到示波器输入端。
探头在信号采集过程中应尽量不改变被测电路的特性，避免对被测电路造成影响。
为了满足高阻抗和低串扰的要求，示波器探头通常采用共模抑制和差模传输技术。
共模抑制可以抑制干扰信号对被测信号的影响，而差模传输可以将两个相等但反向的信号进行差分处理，提高信号的传输质量。
3. 结构和类型示波器探头的结构通常包括探头头部、探头主体和连接线。
探头头部是用于与被测电路接触的部分，需要具有良好的接触性能和适配不同电路的能力。
探头主体包含信号采集电路和阻抗转换电路，用于将被测信号转换为示波器可以接收的电压波形。
连接线负责将采集到的信号传输到示波器输入端。
根据不同的应用场景和测量需求，示波器探头可以分为以下几种常见类型：3.1 被动探头被动探头是最常用的示波器探头类型之一，也是最基本的探头类型。
它采用被动元件（如电阻、电容和电感等）作为信号采集电路，主要用于测量幅值较小的低频信号。
被动探头具有简单、易用和低成本的特点，但在高频和大幅值信号测量时，性能可能会受到限制。
3.2 主动探头主动探头是专门用于测量高频和大幅值信号的示波器探头。
它通过在探头主体中增加放大器电路，将被测信号放大后再传输到示波器输入端。
主动探头具有较高的输入阻抗和增益，可以在保持信号完整性的同时提高测量精度和灵敏度。
3.3 差分探头差分探头是用于测量差分信号的示波器探头。
它通常由两个采样通道和一个差分放大器组成，将两个信号进行差分放大后传输到示波器输入端。
探头使用注意事项
常用的LECROY 探头
¾ 无源探头：没有有源器件，如放大器。由无源器件组成。包括： PP005、 PP006、PP007 、PP008、PP009等。 ¾ 有源探头：包括单端有源探头和差分探头。通过使用有源器件，实现宽 带宽、高阻抗、低电容。 单端有源探头：HFP2500、HFP1500等。和差分探头。 差分探头：测量两个信号之差，不使用参照接地。有D600A-AT, D300A-AT,D600ST and D500PT ,D350ST。 ¾ 电流探头：测量信号中的电流。AP015等。
地线，烧坏探头。如下图：
7
不能用无源探头测量开关电源设备的初级部分。 LeCroy Company Confidential
有源探头的使用注意阻抗匹配
●注意有源探头的输入阻抗，如下表： Model Bandwidth
ZS1000 ZS1500
Input R 1 MΩ 1 MΩ 100 kΩ 100 kΩ
探针金属套筒损坏厂家可修复
金属套筒掉下来或丢失，不要自行维修。原因 有两个： 1、自己装反，导致绝缘，接触不好。 2、内部弹簧拉断。最后导致探头报废。
11
LeCroy Company Confidential
HFP探头使用注意----防止测量信号有过 冲
故障现象：HFP2500/HFP1500信号过冲很大。 产生这种情况原因是由于使用自制的接地线，而HFP探头的地端子内 部是通孔的，如果接地针过长地插入，会把内部元件和电路板捅坏。 所以要么使用力科的接地延长线，要么将他们自己的接地线做成弯的 （如下图片中的一样），插入地端子部分的长度不要超过8毫米。这样 能够有效地避免这种情况的发生。损坏情况如下张图示。
z
使用宽带差分探头时注意防静电。建议使用离子风扇，能大大减少探头损 坏率。
示波器探头基础知识培训
TekProbeTM 探头接口
TekProbeTM 探头接口
基于BNC的探头接口形式 泰克在80年代中期发明 提供有源探头的供电 提供探头倍率的自动识别 提供探头类型的自动识别 提供工程单位的显示 理论上最好的BNC系统的带宽是4GHz
C2 = low frequency compensation. Scope input C varies.
系统的带宽
系统的上升时间 tr(10%~90%) tr(System)=√tr(scope)2+tr(probe)2
系统的带宽
BW(-3dB)
1
BW(SYSTEM)=
√(1
)2 + ( 1
f0 =
1
2 p (RC||RP)(CC+CP)
NOTE: Vcc is an AC Ground
探头对被测点的影响
例如：Rc＝10K Re＝10 Cc= 100pF
Rp＝1M Cp=20pF
原电路增益和截止频率： 增益＝ 1000 截止频率 ＝ 1/2 *p*10k *100pF=160KHz
等效阻抗
标准附件
与各种电路连接的附件
探头附件
泰克的无源探头家族
1X无源探头 － P6101B 通用无源探头－10X，1 MΩ 输入阻抗
P3010 • P6103B • P6109B • P6111B • P6112 • P6114B • P6117 高性能无源探头－ 10X读出，10 MΩ 输入阻抗
探测小尺寸电路
当今的小 尺寸/表面 贴封电路 已经非常 普及
各种探头附件应 对小尺寸电路
各种探头附件应对小尺寸电路
无源探头选型考虑的因素
示波器差分探头原理
示波器差分探头是一种用于测量高频电压信号的仪器，可以在信号传输过程中准确地测量两个不同位置的电压差值。
它广泛应用于电子领域的信号测试和调试中。
差分探头的工作原理基于电压分压和共模抑制的原理。
当被测电路有两个触点时，差分探头可以测量这两个触点之间的电压差异。
差分探头通常由一个主动探头和一个地探头组成。
主动探头测量被测电压，而地探头提供参考电位。
差分探头的主要原理是将两个电阻分压网络串联在一起。
其中一个电阻与待测电压相连，另一个电阻与另一个排除电源噪音和干扰信号的电压连接。
这两个电阻形成一个低通滤波器，可以通过选择适当的电阻值和电容值来滤除高频噪声和杂散信号。
差分探头的共模抑制能力是测量其性能的一个重要指标。
共模噪声是指同时作用在两个触点上，与两个触点间的差异电压无关的噪声。
差分探头通过设计和构造，能够有效抑制这种共模噪声的干扰。
示波器差分探头通常还包含一个电阻网络，用于连接示波器输入端。
这个电阻网络的作用是保护示波器输入电路免受过大电流的损伤，同时也限制了示波器输入电路的噪声。
在使用差分探头时，需要注意一些事项。
首先，差分探头的电阻网络和示波器的输入电阻之间需要匹配。
此外，差分探头的接地端需要正确连接到被测电路的地，以确保测量的准确性。
此外，还需要注意差分探头的频率响应和带宽范围，以确保能够满足所测量信号的要求。
在实际应用中，示波器差分探头有着广泛的应用。
例如，在高速数字电路的设计和测试中，差分探头可以用于测量数据线之间的差分信号。
在射频电路的测试中，差分探头可以用于测量天线信号和射频信号的传输效果。
综上所述，示波器差分探头是一种基于电压分压和共模抑制原理的测量仪器。
通过选择适当的电阻和电容，差分探头可以提供高频电压信号的准确测量。
差分探头具有共模抑制能力强、频率响应好等特点，在电子领域有着广泛的应用。
示波器探头种类的划分
怎样正确选择合适的示波器探头？示波器探头对测量结果的精确性事关重要，市场上提了成千上万种示波器探头，要是选用不当会对测量数据带来极大误差。
那么示波器探头有哪些种类呢？一、无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。
探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。
无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。
二、高阻无源电压探头使用最多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。
无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1×，10×和100×。
在这些无源探头中，10×无源电压探头是最常用的探头。
对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用，1×探头可能要比较适合，甚至是必不可少的。
在低幅度和中等幅度信号混合（几十毫伏到几十伏）的应用中，可切换1×/10×探头要方便得多。
但是，可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头，不仅其衰减系数不同，而且其带宽、上升时间和阻抗（R和C）特点也不同。
因此，这些探头不能与示波器的输入完全匹配，不能提供标准10×探头实现的最优性能。
三、低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。
而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。
这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）四、无源高压探头“高压”是相对的概念。
从探头角度看，我们可以把高压定义为超过典型的通用10×无源探头可以安全处理的电压的任何电压。
高压探头要求具有良好的绝缘强度，保证使用者和示波器的安全。
五、有源探头有源探头包含或依赖有源器件，如晶体管。
(有图)示波器探头原理及种类.pdf
示波器探头原理及种类（1）任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。
大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。
实际上探头是介于被测信号和示波器之间的中间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么示波器做的再好也没有用。
实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以外，还要保证至少和示波器一样的带宽，难度要大得多。
因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。
要选择合适的探头，首要的一点是要了解探头对测试的影响，这其中包括2部分的含义：1/探头对被测电路的影响；2/探头造成的信号失真。
理想的探头应该是对被测电路没有任何影响，同时对信号没有任何失真的。
遗憾的是，没有真正的探头能同时满足这两个条件，通常都需要在这两个参数间做一些折衷。
为了考量探头对测量的影响，我们通常可以把探头模型简单等效为一个R、L、C 的模型，把这个模型和我们的被测电路放在一起分析。
首先，探头本身有输入电阻。
和万用表测电压的原理一样，为了尽可能减少对被测电路的影响，要求探头本身的输入电阻Rprobe要尽可能大。
但由于Rprobe不可能做到无穷大，所以就会和被测电路产生分压，实际测到的电压可能不是探头点上之前的真实电压，这在一些电源或放大器电路的测试中会经常遇到。
为了避免探头电阻负载造成的影响，一般要求Rprobe要大于Rsource和Rload的10倍以上。
大部分探头的输入阻抗在几十k欧姆到几十兆欧姆间。
其次，探头本身有输入电容。
这个电容不是刻意做进去的，而是探头的寄生电容。
这个寄生电容也是影响探头带宽的最重要因素，因为这个电容会衰减高频成分，把信号的上升沿变缓。
通常高带宽的探头寄生电容都比较小。
示波器探头的分类
示波器探头的分类
示波器探头根据其用途和测量方式的不同，可以分为以下几类：
1. 电压探头：用于测量电路中的电压波形。
常见的电压探头有被动电压探头和主动电压探头两种。
被动电压探头通过被测电路产生的电压信号来测量，常用于低频和中频信号的测量；主动电压探头则内置放大器，可以对高频和微弱信号进行放大和处理。
2. 环流探头：用于测量电路中的电流信号，常用于测量交流电路中的电流波形以及功率的测量。
环流探头可以通过感应原理或者通过测量电阻压降来测量电流。
3. 逻辑分析探头：用于测量数字电路中的逻辑信号。
逻辑分析探头通常具有多个接触点，可以同时测量多个信号，用于解码和分析数字信号的波形。
4. 高频探头：用于测量高频信号的波形，常用于无线通信、雷达、微波等高频电路的测量。
高频探头通常具有宽频带、低损耗以及匹配特性。
5. 差分探头：用于测量差分信号的波形，常用于测量差分信号放大电路、差分接收器等。
需要根据测量的具体需求选择适合的探头，不同类型的探头适用于不同的测量场景。
数字示波器探头原理、种类及作用方法
数字示波器探头原理、种类及作用方法任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。
大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。
实际上探头是介于被测信号和示波器之间的中间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么示波器做的再好也没有用。
实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以外，还要保证至少和示波器一样的带宽，难度要大得多。
因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。
一、探头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。
二、探头种类2.1 无源电压探头2.1.1 无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。
探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。
无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。
2.1.2 高阻无源电压探头从实际需要出发，使用最多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。
2.1.3 低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。
而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。
这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）。
示波器常用探头操作指南
➢ 探头补偿调整小螺丝刀
➢ Coding Rings(set) 3x4 Colors
➢ 4色(各3个)探头标记环
➢ Operating Manual
➢ 纸质操作手册
COMPANY RESTRICTED
8
Rohde & Schwarz
R&S示波器常用探头操作指南
R&S 通用无源探头RT-ZP10
附件捆绑优惠包RT-ZA1
14
Rohde & Schwarz
R&S示波器常用探头操作指南
概述
➢ R&S公司的示波器探头接口简介
➢ 无源电压探头_RT-ZP10
➢ 有源单端探头_RT-ZS30
➢ 有源差分探头_RT-ZD40
➢ 电流探头_RT-ZC20B
➢ 电源轨探头_RT-ZPR20
探头型号
探头带宽
RT-ZS10E
1 GHz
➢ 正确操作：用镊子夹住探针头，小心地将其从白色塑料插座中拔出。
COMPANY RESTRICTED
12
Rohde & Schwarz
R&S示波器常用探头操作指南
R&S 通用无源探头RT-ZP10
纹波和噪音测试采用弹簧接地环
c
1
2
2.5mm直径
弹簧接地环
3
AC耦合隔直
滤波电容
➢ 纹波噪音或高频信号测试推荐采用弹簧接地针以降低寄生阻抗。
▪
RTM/RTA4/RTB在1MΩ阻抗耦合方式下输入范围300Vrms,400Vpk。
▪
50欧姆阻抗耦合方式下输入范围皆为5Vrms。
➢ 示波器连接探头后一般由探头决定输入范围。
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------------------------------------------。
如何正确使用示波器进行电路测量
如何正确使用示波器进行电路测量在电子技术领域中，示波器是一种重要的测试仪器，用于测量电路中的电压信号和波形。
正确使用示波器能够帮助工程师准确分析和诊断电路故障，提高电路设计和调试的效率。
本文将详细介绍如何正确使用示波器进行电路测量，并提供一些实用的技巧和注意事项。
一、示波器的基本原理和结构示波器通过探头（或探头配件）将被测电路的电压信号输入示波器主机，在示波器主机内部，该电压信号经过放大、滤波、采样和显示等处理，最终以波形的形式显示在示波器的屏幕上。
示波器主要由探头、垂直放大器、水平系统、触发系统、显示系统等组成。
二、选择合适的探头探头是连接被测电路和示波器主机的重要装置，它直接影响到测量的准确性和信号质量。
在选择探头时，需要考虑被测信号的频率范围、波形特性以及电路的输入阻抗等因素。
一般常用的探头有被动探头、差分探头和高压探头等。
三、设置示波器的基本参数在进行电路测量前，需要正确设置示波器的各项参数，以确保所测量到的波形准确可靠。
主要包括以下几个方面：1. 垂直尺度的设置：根据被测电压信号的幅值范围和波形特点，设置示波器的垂直尺度，使得波形能够占满屏幕，既保证了测量的灵敏度，又避免了波形的失真。
2. 水平尺度的设置：根据被测信号的频率和时间特性，设置示波器的水平尺度，使得波形在屏幕上显示完整，方便观察和分析。
3. 触发方式和触发电平的设置：触发方式一般有边沿触发、脉冲触发、视频触发等，根据被测波形的特点选择合适的触发方式，并根据波形的幅值调整触发电平，确保稳定触发。
四、测量直流和交流电压示波器可以用来测量直流和交流电压。
在测量直流电压时，选择直流耦合方式，并确保示波器的直流偏置为零，可减小测量误差。
在测量交流电压时，选择交流耦合方式，并选择合适的交流耦合通带范围，以保证测量结果的准确性。
五、测量电流和功率示波器可以通过电流探头测量电路中的电流信号，并根据电流和电压的关系计算功率。
在测量电流时，需要将电流探头连接到被测电路的合适位置，并根据电流大小选择合适的量程。
示波器探头的种类有哪些
1、无源电压探头①无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。
探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。
无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。
②高阻无源电压探头从实际需要出发，使用最多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。
无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1×，10×和100×。
在这些无源探头中，10×无源电压探头是最常用的探头。
对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用，1×探头可能要比较适合，甚至是必不可少的。
在低幅度和中等幅度信号混合（几十毫伏到几十伏）的应用中，可切换1×/10×探头要方便得多。
但是，可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头，不仅其衰减系数不同，而且其带宽、上升时间和阻抗（R和C）特点也不同。
因此，这些探头不能与示波器的输入完全匹配，不能提供标准10×探头实现的最优性能。
③低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。
而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。
这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）。
④无源高压探头“高压”是相对的概念。
从探头角度看，我们可以把高压定义为超过典型的通用10×无源探头可以安全处理的电压的任何电压。
高压探头要求具有良好的绝缘强度，保证使用者和示波器的安全。
2、有源电压探头①有源探头有源探头包含或依赖有源器件，如晶体管。
最常见的情况下，有源设备是一种场效应晶体管（FET），它提供了非常低的输入电容，低电容会在更宽的频段上导致高输入阻抗。
示波器使用总结
示波器使用总结一、关于示波器探头普通电压探头：最大输入电压300Ｖ（根据品牌型号不同会有区别），注意普通电压探头只能用于测量相对于地的电压信号；电流探头：不同电流探头会有不同量程，根据信号大小选择适合的电流探头，使用前需调零；差分探头：根据不同品牌型号量程会有不同，可以测量任何电压信号，但是对于信号幅度较小的对地电压信号，最好使用普通电压探头，差分探头对于小信号可能会引起大的误差，使用前需调零。
二、分析自己将要触发的波形在将信号接入示波器之前，请分析即将测量的信号大致是什么样的，如信号幅度、峰峰值、最大值、最小值、频率、时间、电压信号还是电流信号等，这些将决定我们使用什么样的什么样的示波器探头，在接下来如何设置示波器触发条件，及测量项目。
三、设置示波器，触发波形首先根据之前分析的信号特征预设一个触发电平，触发信号与触发电平比较，当触发信号穿越触发电平后，电压比较器立即产生一个快沿触发脉冲，去驱动下一级硬件，这样即可进行边沿触发。
触发信号的来源可以是信号自身，也可以是一个同步的触发信号（或外触发信号）。
可以把任何一个示波器通道或外触发输入通道切换到触发器。
以Tｅｋｔｒｏｎｉｘ示波器４０5４为例，见图：示波器触发电平设置为ｌｅｖｅｌ旋钮，左右旋转旋钮，调节示波器触发电平大小，在示波器显示屏右侧上会显示触发电平位置，在显示屏下方显示示波器当前触发电平的大小；触发条件设置为ｍｅｎｕ按钮，在ｍｅｎｕ中可以设置选择ｎｏｒｍａｌ触发或ａｕｔｏ触发，在面板中可以设置为single触发。
ｎｏｒｍａｌ触发是指在满足所设置的触发条件时才会触发；ａｕｔｏ触发是指不触发或任何触发条件下都触发；Single触发是指在满足触发条件的情况下仅触发一次。
以下是示波器常用触发：１、触发释抑（Hold Off）示波器的触发释抑Hold Off对于稳定显示Burst类型的波形是非常重要的。
如果没有Hold Off，示波器第一次触发在Burst波形的第一个脉冲，第二次有可能触发在Burst波形的第三个脉冲，这样屏幕看到的就不是稳定的Burst波形串，而左右晃动的波形。
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示波器常用的探头有哪些（电压、电流、逻辑、差分详解）
示波器探头种类比较多，那么常用示波器探头种类有哪些？示波器探头的种类大体上可以分为电压、电流、逻辑等几大类，如下图所示：
1 无源电压探头1.1 无源探头
无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。
探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。
无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。
1.2 高阻无源电压探头
从实际需要出发，使用最多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。
无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1，10和100。
在这些无源探头中，10无源电压探头是最常用的探头。
对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用，1探头可能要比较适合，甚至是必不可少的。
在低幅度和中等幅度信号混合（几十毫伏到几十伏）的应用中，可切换1/10探头要方便得多。
但是，可切换1/10探头在本质上是一个产品中的两个不同探头，不仅其衰减系数不同，而且其带宽、上升时间和阻抗（R和C）特点也不同。
因此，这些探头不能与示波器的输入完全匹配，不能提供标准10探头实现的最优性能。
1.3 低阻无源电压探头
大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。
而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。
这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）。
1.4 无源高压探头
高压是相对的概念。
从探头角度看，我们可以把高压定义为超过典型的通用10无源探头可以安全处理的电压的任何电压。
高压探头要求具有良好的绝缘强度，保证使用者和示波。