大家对于示波器探头的认识了解多少呢?接下来一下来了解一下示波器探头的相关知识吧!!!

　　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。

　　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。如下图所示：

　　如100MHz探头就有100MHz带宽，500MHz探头就有500MHz带宽。一些探头，还会有一个低频的带宽频率，比如一些AC探头，不能传递DC信号，它在低频段会有一个带宽参数。值得一提的是，带宽指的是-3dB的频谱，此时信号被测量出的幅度只有真实信号的70.7%，所以测量者需要考虑对这个结果是否可以被接受，否则就需要使用更高带宽的探头。

　　3、上升时间

　　带宽指的是对单一正弦波的测量，如果需要测量的是方波，则需要考虑探头的上升时间，该参数是探头在阶跃信号激励的输入下，输出信号从10%上升至90%所需的时间。这个参数实际上是用来进行评估误差范围的。比如被测试方波信号的上升沿的上升时间为10ns，则经过一个上升时间为3.5ns的探头，最终输出的上升时间就大致为：

　　上升时间退化了5.9%。

　　如果此时改用0.7ns的探头，则输出的上升时间为：

　　上升时间仅仅退化了0.24%。所以测量时，就需要尽量选择上升时间远小于被测信号上升时间的探头，一般需要3~5倍。

　　4、最大输入电压

　　最大输入电压是指探头可以输入的最大额定值的电压。最大输入电压取决于探头机身和探头内部器件的额定击穿电压。一般该项会通过一些安规规范来给出，而不是给出单一的电压，比如一般10×的无源探头的最大输入电压为300VRMS CAT Ⅱ。其中CAT Ⅱ 指的是一类测试场景，300VRMS CAT Ⅱ指的是在这类测试场景下可以测量的最大电压。而且这个电压并不是一个恒定值。而是会随着频率的变化而变化。一般探头会给出自己的电压额定曲线，如下图所示：

　　5、输入电容

　　输入电容就是从探头的探头头部端测量出的电容。对于有源探头，该电容包括探头探针的寄生电容和探头内部电路中的电容。对于一些无源探头，还要包括探头电缆的寄生电容和示波器本身的电容。该电容值越小，一般说明探头可测量的频率越高。

　　6、输入电阻

　　探头的输入电阻是探头的探头头部端测量出的电阻，该值是在DC情况下测量出来的。对于无源探头来说，衰减比例越大，探头的输入电阻越高。

　　7、示波器补偿范围

　　多数无源探头都是一种通用的设备，而在不同示波器之间，甚至在同一台示波器不同通道之间都会有所差异。探头为了兼容这些差异，就会自带一个补偿网络，用来补偿不同示波器间的差异。如果补偿不足或者补偿过度，就会导致测量结果出现错误。而这个补偿网络是一定会有一个能够调整的范围的，这个范围就是示波器补偿范围。一般的无源探头的示波器补偿范围为10~35pF。

　　8、电缆长度

　　每个探头都必须有一段探头电缆，这是为了更加方便的进行测量。而这段电缆会造成一定的信号传播延时。例如，1m左右的探头电缆，大概会有5ns的延时。对于10MHz的信号，这会造成大概20°左右的延时。电缆越长，会导致相位信号延迟越长。而这个延时一般情况下不会对测量造成影响，因为在一定带宽范围内，这个延时并不会跟随信号频率变化而变化，所以不会造成群延时的失真。只有在两个以上通道一起测量时，传输延时才会产生影响，特别是当电压探头与电流探头一起进行功率测量时，不同探头之间的延时就会造成很大的影响。所以测量之前需要根据电缆长度来推算大致的延时。如果延时过大，则需要使用示波器内的延时校准功能。