选错这个小部件，再好的示波器也成摆设

采购科研设备，示波器本身的性能最受关注，而探头的选择却容易被忽略。其实，探头对于示波器测试结果的准确性至关重要，它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件，这个部件的选择如果不合适，再先进的示波器也发挥不出作用。

最简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线，复杂的探头则由阻容元件和有源器件组成。于是探头的种类就多了，有源探头、无源探头、差分探头、电流探头……，是不是瞬间就缭乱了？

下面我们就来理一理，看看不同的探头究竟该如何使用。

一、 1:1无源探头

1：1无源探头的等效电路

特点：

它需要通过屏蔽线和示波器连接，示波器的输入阻抗一般设为1MΩ。

输入电容＝示波器输入电容＋电缆浮游容量

适用对象：

因为没有分压输入信号，所以仅限于测量低频小信号。

又因输入电容小于100pF，所以不推荐测量10MHz以上信号。

注意事项：

被测电压不能超过示波器的最大输入电压！

二、 10:1无源探头

1.中低频无源探头(DC-10MHZ)

10：1中低频无源探头的等效电路

特点：

探头可调电容实现分压比达到10:1的分压效果。

适用对象：

1、测试直流～低频(n kHz)信号

探头阻抗9MΩ和示波器输入阻抗1MΩ进行10:1分压。

2、测试中间频率(n ｋＨｚ～ nＭＨｚ)信号

探头电容10pF和示波器输入电容 （屏蔽线电容＋补偿电容＋探头电容＝90pF）实现10:1分压。

2. 高频无源探头（10MHZ以上）

10：1高频无源探头等效电路

特点：

如上图所示，探头与示波器输入回路组成等效回路。

这是个非常复杂的分压回路，要点是在全部带宽范围内，实现10:1稳定分压特性。

适用对象：测试高频(10MHz以上)信号。

注意事项：

即使是同一品牌，型号不同的示波器输入等效回路也不尽相同，示波器初次使用前，需要对补偿电容进行调整。

在10MHz以上的频率范围，使用非标配探头则无法保证示波器与探头的最佳匹配，达到最佳测量效果。

三、100:1无源探头

100：1无源探头等效电路

特点：

探头前端（配合补偿电容）和示波器并列得到100:1的分压效果。

适用对象：

1、测试直流～低周波(n kHz)信号

探头前端电阻49.5MΩ和补偿电容电阻1MΩ与示波器的1MΩ并列得到100:1的分压回路。在补偿电容内加入分压电阻是为了安全，尤其是在测试者接触BNC接头时。

2、测试中间频率(n kＨｚ～)信号

探头前端的3pH和示波器输入电容(屏蔽线电容＋补偿电容＋示波器输入电容＝297pF)实现100:1的分圧效果。

注意事项：

100:1探头主要是以探头自身的阻抗实现分压，相比之下,10:1探头对示波器依存度更高 。所以10:1和100:1探头是不能通用的。

四、FET探头（有源探头）

FET探头等效电路

特点：

测试信号通过FET探头的增益控制后，立刻进入缓冲放大器。因为不受电缆电容影响，可实现低输入电容。同时，FET探头使用FET缓冲放大器，可实现高输入阻抗。

适用对象：

有源探头使用双极性晶体管缓冲放大器，因为基极电流通过,输入电阻较低，所以可以测试GHz级频率的信号。

注意事项：

缓冲放大器的输出信号经过50Ω的同轴电缆，终端示波器同样需要匹配50Ω的输入阻抗。如果示波器的输入阻抗是1MΩ，则需要调整为50Ω。横河示波器具备这种可调功能。

五、差分探头

差分探头等效电路

特点：

差分探头除去同相电压，仅显示差分信号，隔离示波器的接地端与测量对象的接地端。

适用对象：

可用于CAN、LVDS、高速序列通信等差分信号测量以及开关电源回路的浮地信号测量。

注意事项：

不能确认测量回路是否接地时，测量时需要注意最大共模／差分输入电压。 

探头对示波器测量至关重要，所以要求探头对探测的电路影响必须达到最小，并对测量值保持足够的信号保真度。如果探头以任何方式改变信号或改变电路运行方式，示波器就会显示真实信号的失真结果，进而导致测量错误。所以探头的选择和正确使用对于波形测量是至关重要的。