示波器的探頭是連接被測電路與示波器輸入端的電子部件，它對示波器測試結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，選擇如果不合適，再先進(jìn)的示波器也發(fā)揮不出作用。

最簡單的探頭是連接被測電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線。但是，復(fù)雜的探頭則由阻容元件和有源器件組成，于是探頭種類就多了，有源探頭、無源探頭、差分探頭、電流探頭……令人眼花繚亂。

本文就來理一理，看看不同的探頭究竟該如何使用。

1:1無源探頭

1:1無源探頭的等效電路

特點：它需要通過屏蔽線和示波器連接，示波器的輸入阻抗一般設(shè)為1MΩ。

輸入電容＝示波器輸入電容＋電纜浮游容量

適用對象：因為沒有分壓輸入信號，所以僅限于測量低頻小信號。又因輸入電容小于100pF，所以不推薦測量10MHz以上信號。

注意事項：被測電壓不能超過示波器的最大輸入電壓！

10:1無源探頭

1.中低頻無源探頭(DC-10MHZ)

10:1中低頻無源探頭的等效電路

特點：探頭可調(diào)電容實現(xiàn)分壓比達(dá)到10:1的分壓效果。

適用對象：1、測試直流～低頻(n kHz)信號，探頭阻抗9MΩ和示波器輸入阻抗1MΩ進(jìn)行10:1分壓。

2、測試中間頻率(nｋＨｚ～nＭＨｚ)信號

探頭電容10pF和示波器輸入電容 （屏蔽線電容＋補(bǔ)償電容＋探頭電容＝90pF）實現(xiàn)10:1分壓。

2.高頻無源探頭（10MHZ以上）

10:1高頻無源探頭等效電路

特點：如上圖所示，探頭與示波器輸入回路組成等效回路。這是個非常復(fù)雜的分壓回路，要點是在全部帶寬范圍內(nèi)，實現(xiàn)10:1穩(wěn)定分壓特性。

適用對象：測試高頻(10MHz以上)信號。

注意事項：即使是同一品牌，型號不同的示波器輸入等效回路也不盡相同，示波器初次使用前，需要對補(bǔ)償電容進(jìn)行調(diào)整。在10MHz以上的頻率范圍，使用非標(biāo)配探頭則無法保證示波器與探頭的最佳匹配，達(dá)到最佳測量效果。

100:1無源探頭

100:1無源探頭等效電路

特點：探頭前端（配合補(bǔ)償電容）和示波器并列得到100:1的分壓效果。

適用對象：1、測試直流～低周波(n kHz)信號。探頭前端電阻49.5MΩ和補(bǔ)償電容電阻1MΩ與示波器的1MΩ并列得到100:1的分壓回路。在補(bǔ)償電容內(nèi)加入分壓電阻是為了安全，尤其是在測試者接觸BNC接頭時。

2、測試中間頻率(n kＨｚ～)信號

探頭前端的3pH和示波器輸入電容(屏蔽線電容＋補(bǔ)償電容＋示波器輸入電容＝297pF)實現(xiàn)100:1的分圧效果。

注意事項：100:1探頭主要是以探頭自身的阻抗實現(xiàn)分壓，相比之下,10:1探頭對示波器依存度更高 。所以10:1和100:1探頭是不能通用的。

FET探頭（有源探頭）

FET探頭等效電路

特點：測試信號通過FET探頭的增益控制后，立刻進(jìn)入緩沖放大器。因為不受電纜電容影響，可實現(xiàn)低輸入電容。同時，F(xiàn)ET探頭使用FET緩沖放大器，可實現(xiàn)高輸入阻抗。

適用對象：有源探頭使用雙極性晶體管緩沖放大器，因為基極電流通過,輸入電阻較低，所以可以測試GHz級頻率的信號。

注意事項：緩沖放大器的輸出信號經(jīng)過50Ω的同軸電纜，終端示波器同樣需要匹配50Ω的輸入阻抗。如果示波器的輸入阻抗是1MΩ，則需要調(diào)整為50Ω。橫河示波器具備這種可調(diào)功能。

差分探頭

差分探頭等效電路

特點：差分探頭除去同相電壓，僅顯示差分信號，隔離示波器的接地端與測量對象的接地端。

適用對象：可用于CAN、LVDS、高速序列通信等差分信號測量以及開關(guān)電源回路的浮地信號測量。

注意事項：不能確認(rèn)測量回路是否接地時，測量時需要注意最大共模／差分輸入電壓。

總之，探頭對示波器測量至關(guān)重要，所以要求探頭對探測的電路影響必須達(dá)到最小，并對測量值保持足夠的信號保真度。如果探頭以任何方式改變信號或改變電路運行方式，示波器就會顯示真實信號的失真結(jié)果，進(jìn)而導(dǎo)致測量錯誤。所以探頭的選擇和正確使用對于波形測量是至關(guān)重要的。