示波器探头有(yǒu)哪些指标需要关注

　　為(wèi)什么有(yǒu)这么多(duō)示波器探头怎么區(qū)分(fēn)和选择？示波器探头有(yǒu)哪些指标需要关注？

　　问题分(fēn)析:

　　不了解探头的作用(yòng)和具體(tǐ)指标

　　如何解决：

　　按照探头分(fēn)类，探头主要指标，对测量影响展开讲解。

　　讲解内容：

　　内容一：為(wèi)什么有(yǒu)这么多(duō)示波器探头，怎么區(qū)分(fēn)和选择？

　　區(qū)分(fēn)解答(dá)：

　　①无源電(diàn)压探头：无源探头由导線(xiàn)和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括電(diàn)阻器和電(diàn)容器。探头中没有(yǒu)有(yǒu)源器件(晶體(tǐ)管或放大器)，因此不需為(wèi)探头供電(diàn)。

　　②有(yǒu)源電(diàn)压探头：有(yǒu)源探头包含或依赖有(yǒu)源器件操作，如晶體(tǐ)管。最常见的情况下，有(yǒu)源器件是场效应晶體(tǐ)管(FET)。FET输入的优势是，它提供了非常低的输入電(diàn)容，一般為(wèi)几皮法拉，最低不到1皮法拉。这种超低電(diàn)容可(kě)以实现用(yòng)户希望的多(duō)种效应。

　　③差分(fēn)探头：差分(fēn)信号是互相参考、而不是参考接地的信号。

　　④高压探头：“高压”是相对概念。在半导體(tǐ)行业中视為(wèi)高压，在電(diàn)源行业中实际上没有(yǒu)任何意义。但从探头角度看，我们可(kě)以把高压定义為(wèi)超过典型的通用(yòng)10X无源探头可(kě)以安全处理(lǐ)的電(diàn)压的任何電(diàn)压。一般来说，通用(yòng)无源探头的最大電(diàn)压在400-500 V左右(DC+峰值AC)。另一方面，高压探头的最大额定電(diàn)压可(kě)以高达上万伏。

　　⑤電(diàn)流探头：流经导線(xiàn)的電(diàn)流会导致在导線(xiàn)周围形成電(diàn)磁通量场。当前探头是為(wèi)传感这个通量场的场强而设计的，并把它转换成相应的電(diàn)压，以使用(yòng)示波器进行测量。这允许使用(yòng)示波器查看和分(fēn)析電(diàn)流波形。

　　⑥逻辑探头：由于各种原因，数字系统可(kě)能(néng)会发生问题。尽管逻辑分(fēn)析仪是识别和隔离发生的故障的主要工具，但逻辑故障的实际成因通常是由于数字波形的模拟特点导致的。脉宽抖动、脉冲幅度畸变和普通的老式模拟噪声和串扰都可(kě)能(néng)会引起数字问题。分(fēn)析数字波形的模拟特点要求使用(yòng)示波器。这时就可(kě)以结合逻辑探头来让示波器完成逻辑分(fēn)析。

　　⑦光接口探头：光接口探头是一种光電(diàn)转换器。在光接口一侧，必须选择符合特定光接口连接器和光纤类型或被测器件光接口模式的探头。在電(diàn)接口一侧，则应遵循标准的探头与示波器匹配标准。

　　⑧其它探头类型：

　　选择解答(dá)：

　　在选择探头时要考虑几个基本信号源问题，即信号类型、信号频率成分(fēn)、幅度大小(xiǎo)等。

　　我们展开来说说：

　　一．探头选择的第一步是评估要探测的信号类型。常见信号类型有(yǒu)：①電(diàn)压信号；②電(diàn)流信号；③逻辑信号；④其他(tā)信号。根据不同信号类型选择具有(yǒu)不同应用(yòng)功能(néng)的示波器探头。

　　二．探头选择的第二步是确认信号频率成分(fēn)。不管是什么类型，所有(yǒu)信号都有(yǒu)频率成分(fēn)。DC信号的频率為(wèi)0 Hz，纯正弦曲線(xiàn)拥有(yǒu)单一的频率，这一频率是正弦曲線(xiàn)周期的倒数。所有(yǒu)其它信号都包含多(duō)个频率，频率值取决于信号波形。

　　三．探头选择的第三步是确认信号上升时间。信号上升时间也决定了要匹配的带宽大小(xiǎo)，要结合示波器带宽共同考虑。

　　四．探头选择的第四步是确认信号源阻抗。

　　对于示波器来说：所有(yǒu)示波器都有(yǒu)输入電(diàn)阻和输入電(diàn)容。為(wèi)最大限度地传送信号，示波器的输入電(diàn)阻和電(diàn)容必须与探头输出的電(diàn)阻和電(diàn)容相匹配。

　　对于测试信号来说：①.探头的阻抗与信号源阻抗相结合，产生新(xīn)的信号负荷阻抗，其在一定程度上会影响信号幅度和信号上升时间。②.在探头阻抗明显高于信号源阻抗时，探头对信号幅度的影响可(kě)以忽略不计。③.探头尖端電(diàn)容也称為(wèi)输入電(diàn)容，影响着信号的上升时间展宽。最好选择高阻抗、低電(diàn)容探头，以最大限度降低信号源的探头负荷。

　　五．探头选择的第五步是确认信号幅度(最大值,最小(xiǎo)值)，根据实际被测信号大小(xiǎo)来匹配合适测量范围的探头。

　　六．探头选择的第六步是确认测试点形状（类似像带引線(xiàn)的器件，表面封装等）

　　其是否足够，刚好把探头接触到测试点上、在示波器上观察信号？还是必需使探头连接测试点，以监测信号，同时进行各种電(diàn)路调节？对前一种情况，适合采用(yòng)针式探头尖端；而对后一种情况，则要求某类可(kě)收缩的挂钩探头尖端。测试点的规格也影响着探头选择。标准规格的探头和附件特别适合探测连接器针脚、電(diàn)阻器引線(xiàn)和背板。但為(wèi)了探测表面封装電(diàn)路，就得使用(yòng)带有(yǒu)為(wèi)表面封装应用(yòng)专门设计的附件的小(xiǎo)型探头。

　　内容二：示波器探头有(yǒu)哪些重点指标需要关注？

　　①带宽(通用(yòng)指标)：所有(yǒu)探头都有(yǒu)带宽。10 MHz探头有(yǒu)10 MHz的带宽，100 MHz探头有(yǒu)100 MHz的带宽。探头的带宽是指探头响应导致输出幅度下降到70.7%(-3 dB)的频率。

　　②衰减系数(通用(yòng)指标)：所有(yǒu)探头都有(yǒu)一个衰减系数，某些探头可(kě)能(néng)会有(yǒu)可(kě)以选择的衰减系数。典型的衰减系数是1X、10X和100X。衰减系数是探头使信号幅度下降的程度。1X探头不会降低或衰减信号，而10X探头则会把信号降低到探头尖端幅度的1/10。探头衰减系数允许扩展示波器的测量范围。例如，100X探头允许测量幅度高出100倍的信号。

　　③最大额定電(diàn)压(通用(yòng)指标):应避免接近探头最大额定值的電(diàn)压。最大额定電(diàn)压取决于探头机身或测量点上探头器件的额定击穿電(diàn)压。

　　④输入電(diàn)容(通用(yòng)指标)：探头尖端上测量的探头電(diàn)容。这是探头在被测電(diàn)路测试点或被测器件上的電(diàn)容。探头尖端電(diàn)容非常重要，因為(wèi)它影响着测量脉冲的方式。低头部電(diàn)容最大限度地降低了进行上升时间测量的误差。此外，如果脉冲的时長(cháng)低于探头RC时间常数的五倍，会影响脉冲的幅度。探头还对示波器输入表示電(diàn)容，这只探头電(diàn)容应与示波器電(diàn)容相匹配。对10X和100X探头，这一電(diàn)容称為(wèi)补偿范围，它不同于头部電(diàn)容。对探头匹配，示波器的输入電(diàn)容应位于探头的补偿范围内。

　　⑤精度(通用(yòng)指标)：对電(diàn)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電(diàn)阻。对電(diàn)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電(diàn)阻。

　　⑥最大额定输入電(diàn)流(電(diàn)流探头)：最大额定输入電(diàn)流探头可(kě)以接受、同时仍能(néng)实现规定性能(néng)的总電(diàn)流(DC加峰值AC)。在AC電(diàn)流测量中，必须根据频率降低峰到峰额定值，以计算最大总输入電(diàn)流。

　　⑦最大额定峰值脉冲電(diàn)流(電(diàn)流探头)：不应超过这一额定值，它考虑了磁芯饱和及可(kě)能(néng)损坏设备的次级電(diàn)压积累。最大额定峰值脉冲電(diàn)流通常规定為(wèi)安培秒(miǎo)乘积。

　　⑧门限電(diàn)压(逻辑探头)：逻辑探头测量和分(fēn)析信号的方式不同于其它示波器探头。逻辑探头不测量模拟细节，而是检测逻辑门限電(diàn)平。在您使用(yòng)逻辑探头把混合信号示波器连接到数字電(diàn)路上时，您只关心信号的逻辑状态。这时只有(yǒu)两种关心的逻辑電(diàn)平。在输入超出门限電(diàn)压(Vth)时，電(diàn)平称為(wèi)“高”或“1”；相反，低于Vth的電(diàn)平為(wèi)“低”或“0”。在对输入采样时，混合信号示波器会存储一个“1”或一个“0”，具體(tǐ)视相对于電(diàn)压门限的信号電(diàn)平而定。