1、带宽

与示波器相同，示波器探头的频响相似一个低通照应。探头的带宽是指探头照应输出崎岖下降到70.7%（-3dB）时对应的输入信号频率。

图1探头频响及带宽界说

当示波器协作探头运用时，示波器+探头就构成了一套丈量体系，此丈量体系的带宽满意以下公式：

可见，探头带宽越高，对示波器带宽的影响也就越小。通常咱们引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、上升时刻

探头的上升时刻是指探头对阶跃函数十%-90%的照应时刻。通常而言，探头带宽越高，上升时刻越短。
与示波器相同，大大都探头的带宽与上升时刻满意0.35公式，即：

Trise = 0.35/BWprobe

示波器+探头丈量体系的上升时刻则满意以下公式：

1.输入阻抗

探头通常都标明晰输入阻抗值，从50Ω至十MΩ乃至更高。探头的输入阻抗会严峻影响探头的负载效应（将在第三节中胪陈）。输入阻抗越大，探头的负载效应越小，对待测电路正常作业影响也就越小。输入阻抗越小，探头的负载效应越大，对待测电路正常作业的影响就越大。

2.输入电容

输入电容是有源探头的一项要害方针。有源探头的输入电容通常很小，小至pF乃至零点几pF。小的电容会在高的频带上供给较大的输入阻抗，然后减小负载效应。由输入电容致使的输入阻抗公式如下：

Rin = 1/2πfCin

由以上公式可知，Cin越小，探头能够支撑更高的带宽f，这也是为啥有源探头有关于无源探头而言能够供给更大的带宽的要素。

3.衰减比

通常探头都会对勘探到的信号进行衰减，然后运送至示波器。最多见的衰减比为十：1，即信号衰减为初始的十分之一，此刻衰减比标明为十X。此外，多见的还有1X、十0X、十00X探头号。

4.最大输入计划

探头都有最大输入计划，逾越必定输入计划则或许损坏探头。

3、示波器探头运用留心事项

1.负载效应

探头的负载效应是指被测电路接上探头后，探头与示波器一同构成了待测电路的并联负载，然后招引一有些电流流入示波器，对初始待测电路上的信号商品影响。假定负载效应很大，则测到的波形与初始波形改动很大，示波器就不能精确丈量波形。

图2示波器探头接入致使负载效应

那么怎样评判探头的负载效应呢？通常来说，探头接入的输入阻抗应为待测电路待测点处输出阻抗的十倍以上，此刻负载效应较小，丈量差错在容许计划以内。

如下图所示：

图3负载效应示例

在探头勘探前，勘探点的电压为5V × 十0KΩ/（十0Ω+十0KΩ）=4.995V。探头勘探后，并联了一个1MΩ的阻抗，此刻勘探点的电压为：

5V × (90.9k)/[十0+(90.9k)] = 4.994V

此刻，探头引进的负载效应仅为0.001V，能够疏忽不计。假定待测点的输出阻抗更高，则需求运用更高输入阻抗的探头。

值得一提的是，当咱们查验由信号源输出的射频信号时，通常运用的是50Ω传输线缆。50Ω的传输线缆与信号源输出阻抗（50Ω）相匹配，使功率最大的传输至示波器，然后确保了丈量精度。

而在某些时分，工程师期望查验电路板上某个勘探点处的频谱，通常运用剪断的50Ω传输线缆，在剪断处剥离地和传输芯，用以触摸勘探点。线缆另一端则联接至频谱仪。

图4前段剥离的50Ω传输线缆

这种做法则是不行取的，电路板上的勘探点与射频源的输出纷歧样，由于传输线的50Ω低阻抗，会对查验点处引进较大的负载效应。精确的做法是，运用高输入阻抗的探头替代50Ω传输线缆，与频谱仪联接。

R&S供给了RT-ZA9的BNC-N转接头计划，它能够将高输入阻抗的R&S有源探头（1MΩ）与频谱仪或接纳机相联接，对需求高阻抗查验的DUT进行精准丈量。

图5 RT-ZA9转接头暗示图

前面介绍过，探头通常富含电阻、容性阻抗和理性阻抗。电阻的负载效应会对信号DC重量丈量构成影响，对波形的崎岖丈量构成差错。容性阻抗对AC重量的丈量构成影响，比方会影响（推迟）信号的上升时刻。理性阻抗则会对波形丈量引进振铃景象。

图6探头负载效应分类

2.探头抵偿

咱们在与电子丈量工程师的沟通中，常常说到探头抵偿的疑问。当咱们收买示波器后榜初度运用时，或许因探头资本严峻而暂时拿别的品牌探头运用时，都会触及到探头抵偿疑问。

所谓探头抵偿是指示波器与探头联接运用时，调整探头的可变电容，在探头与示波器之间进行频率抵偿，使频率抵达相对安稳的状况。当抵偿完毕后，具有如下联络式：
Rscope × Cscope = Rprobe × Cprobe
即：为了最大极限地传送信号，示波器的输入电阻和电容有必要与探头输出的电阻和电容相匹配，此刻探头具有最优信号传送才干。

那么怎样进行探头抵偿呢？

探头抵偿通常关于无源探头而言（有源探头也存在抵偿），运用过无缘探头的工程师或许会发现，在无缘探头与示波器触摸的一端上有一个小孔，这个小孔内有一个十字旋钮。经过探头自带的螺丝刀小东西即可深化小孔内调度探头的可调电容值。

图7调度无源探头的可调电容值

详细原理如下图所示：
图8经过调度探头可调电容Ccomp来完毕探头匹配

探头抵偿的进程如下：

• 联接探头与示波器通道；

• 将探头前端联接至示波器上的探头抵偿Π方波信号（通常为1KHz、1V的信号）；

• 运用自带小东西调度探头可调电容，使得示波器上闪现的方波信号的凹凸电平有些坚持平稳，即完毕探头与示波器的匹配。

在调度探头时，示波器上闪现的方波信号或许存在以下三种状况：
图9探头欠抵偿、过抵偿、匹配状况的波形

3. 谐振效应

在运用探头丈量信号上升沿时，把示波器的时基计划调小，通常能看到在上升沿的过冲有些存在振铃景象，即探头带来的谐振效应。
图十探头带来的振铃效应

探头不只存在阻抗以及寄生电容，还存在寄生电感（分外是在查验高频信号时）。探头是由导线和地线构成的，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简略构成谐振回路，在输入信号的鼓舞下，在某些频率上发作高频减幅谐振，然后呈现振铃景象。
图11振铃景象的发作

如下图所示，探头的输入阻抗会在特定频率fx处抵达最小值。

图12探头输入阻抗

此刻探头的寄生电感、寄生电容以及待测信号源构成谐振回路，呈现谐振效应，谐振频率为：

其间，Lcon为探头寄生电感，Cin为输入电容。假定谐振频率刚好落在探头带宽计划以内，则在查验此频率的信号时会呈现谐振景象。

为了下降这种效应，运用者通常运用最短的地线，然后减小探头的Lcon寄生电感，使得fresonance谐振频率最大化，然后超出示波器探头的带宽计划，也就进一步有用防止了谐振效应。

探头地线的长度严峻影响谐振效应，以下图画充沛阐明晰地线长短对波形上升沿丈量的影响。
图13纷歧样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，上升沿致使的振铃景象越不显着，此刻的丈量精度也就越高。所以，在查验环境容许的状况下，尽或许地运用更短的地线。

4.浮地丈量疑问

丈量差分信号时，咱们通常面对以下3种挑选：

• 运用两个通道CH1、CH2，别离查验差分信号两头，然后相减；

图14运用两个单端探头丈量差分电压

• 运用差分探头查验；

图15运用差分探头丈量差分电压

• 直接运用单端探头浮地丈量；

图16运用浮地的方法丈量差分信号

第1种方法需求两个通道及探头之间的彻底一同性。即便如此，两个通道上发作的纷歧样噪声也会对丈量效果构成影响，此种方法查验的CMRR共模克制比很差，不作引荐。

第2种方法是最值得引荐的方法，运用差分探头具有高CMRR（在《示波器探头总述（上）》有记载），测得数值精确。

可是，差分探头通常报价贵重，并非悉数客户甘愿花重金收买。因而就有了第3种方法，运用单端探头对差分信号直接进行浮地丈量。

差分信号两头一正一负，假定要运用单端探头进行勘探，通常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，然后将差分信号的负端拉至地，对初始差分信号有影响。因而，有人想到浮地丈量的方法，行将示波器电源地线剪断，使示波器浮地。

浮地丈量在电源查验中或许会构成触电风险，由于有些差分电压的负端高达负的上百上千伏。在查验进程中，假定人手不妥心触碰到示波器别的通道的BNC接地壳，则会触电！因而，浮地丈量不是引荐的丈量方法。

图17浮地丈量带来触电风险

除了以上3种多见丈量方法以外，还能够运用通道阻隔的示波器，或许运用阻隔电源对示波器供电的方法。在此就不作胪陈了。

5.别的品牌探头兼容性疑问

咱们在往常运用示波器常常常呈现初始匹配探头丢掉或损坏的状况。此刻，能够处理疑问的方法通常是擅长头上别的品牌的探头暂时协作示波器运用。很多人不了解详细状况，插上示波器探头就开端查验，这么通常测得的数值存在很大差错，是不行取的！

并非纷歧样品牌示波器和探头不能协作运用，实习上，现在市道上绝大大都品牌示波器的无源探头均具有一同的BNC接口，能够与别的品牌示波器协作运用。可是在正式丈量之前，有几点需求留心。

首要，通常示波器无法主动辨认别的品牌探头的衰减比（衰减因子），所以在与别的品牌探头一同运用时，需求在示波器上手动设置探头衰减比，这么才干防止丈量值差错十几倍乃至上千倍的过错。

其次，纷歧样品牌的示波器和探头之间相同存在不匹配疑问，即前面所述探头抵偿疑问。所以，在查验之前，需求对探头进行抵偿。

此外，纷歧样厂家的有源探头（包富含源单端、有源差分、有些电流探头号）乃至有些无源探头计划为一同接口标准。关于此类探头，有时可选用纷歧样的改换接头运用，如R&S为有源探头供给的BNC转N型的RT-ZA9转接头号。而大大都不具有转接头的探头则无法与别的品牌示波器通用。

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