示波器探頭的種類劃分及適用范圍選擇

示波器是電子工程師必不可少的工具之一，它能夠?qū)⑷庋鄄豢梢?jiàn)的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)的圖像，將被測(cè)量的信號(hào)的變化情況顯示在屏面上，方便人們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)及錯(cuò)誤定位。在構(gòu)成示波器的器件當(dāng)中，探頭的重要性自是不必多說(shuō)，其質(zhì)量直接關(guān)系到示波器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

顧名思義，探頭起到探測(cè)的作用。它是連接被測(cè)試電路和示波器輸入端的重要媒介。最簡(jiǎn)單的探頭是連接被測(cè)電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線，復(fù)雜的探頭由阻容元件和有源器件組成。簡(jiǎn)單的探頭沒(méi)有采取屏蔽措施很容易受到外界電磁場(chǎng)的干擾，而且本身等效電容較大，造成被測(cè)電路的負(fù)載增加，使被測(cè)信號(hào)失真。

當(dāng)使用不合適的探頭時(shí)，就會(huì)對(duì)測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響，大體能夠分為兩個(gè)方面。第一種情況，探頭改變了波形的原本形狀，所觀察到的波形產(chǎn)生偏差。第二種情況，導(dǎo)致示波器運(yùn)行異常。正常的設(shè)備變得無(wú)法工作。

探頭的選擇

要避免這些情況，就要熟悉示波器探頭的類型，然后根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性的選擇使用。常用的探頭分為多種，無(wú)源探頭、有源探頭、差分探頭、電流探頭、低電容探頭、高壓探頭等等，下面就對(duì)這些探頭的適用范圍進(jìn)行介紹，方便大家進(jìn)行選擇。

有源電壓探頭：一般適用于帶寬大于500M Hz，幅度小于正負(fù)3伏的單端信號(hào)。泰克公司的有源電壓探頭型號(hào)有：P7260、P7240、TAP1500等。一些型號(hào)可以測(cè)量3dB帶寬最高可以達(dá)到6G。

無(wú)源探頭：一般用于測(cè)試帶寬小于500M Hz的單端信號(hào)。它是比較經(jīng)濟(jì)的一類探頭。比如P6139A，線長(zhǎng)是1.3米、帶寬500M Hz、系統(tǒng)輸入阻抗10M 歐、典型輸入電容8pF、最高電壓為300 Vrms，補(bǔ)償范圍為8到12 pF。

差分探頭：一般用于測(cè)試差分信號(hào)。分為高帶寬和高電壓兩種。高電壓差分探頭可以測(cè)試高達(dá)4400伏的差分信號(hào);高帶寬差分探頭可以測(cè)試帶為高達(dá)12.5G的高速信號(hào)。甚至一些產(chǎn)品可以到達(dá)16G Hz。

電流探頭：一般利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)試電流信號(hào)。測(cè)試范圍一般為從DC到2G。幅度由1 mA 到20000A。

低電容探頭：這是為匹配而設(shè)置的探頭。這種探頭目前市場(chǎng)型號(hào)比較少，最高可以測(cè)量帶寬9G Hz。

高壓探頭：適合測(cè)試高壓信號(hào)，最高可以測(cè)量達(dá)4000伏的電壓，可分為單端和差分兩種探頭。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，使用率最高的為無(wú)源類探頭，高阻無(wú)源電壓探頭所占的比例最大。無(wú)源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數(shù)，如1×、10×、100×。在這些無(wú)源探頭中，10×無(wú)源電壓探頭是最常用的探頭。對(duì)信號(hào)幅度是1V峰值或更低的應(yīng)用，1×探頭可能要比較適合，甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信號(hào)混合(幾十毫伏到幾十伏)的應(yīng)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(zhì)上是一個(gè)產(chǎn)品中的兩個(gè)不同探頭，不僅其衰減系數(shù)不同，而且其帶寬、上升時(shí)間和阻抗(R和C)特點(diǎn)也不同。因此，這些探頭不能與示波器的輸入完全匹配，不能提供標(biāo)準(zhǔn)10×探頭實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)性能。

總的來(lái)說(shuō)，使用的最多的還是無(wú)源類探頭。根據(jù)情況的不同，可以選擇不同的衰減系數(shù)來(lái)進(jìn)行配合。本篇文章偏向基礎(chǔ)，說(shuō)明了示波器探頭的重要性，并對(duì)探頭的種類進(jìn)行了大致的介紹。在最后，講解使用最為頻繁的無(wú)源探頭，希望各位新手在閱讀過(guò)本篇文章之后，能對(duì)示波器有更進(jìn)一步的了解。