示波器的探頭要怎么選擇？
來(lái)源：日?qǐng)D科技
探頭做為示波器的“眼睛“，在信號(hào)測(cè)量中有著至關(guān)重要的作用；那么如何選擇合適的探頭就成為了一個(gè)工程師的必修課。
首先，探頭的種類有很多，常用的探頭有兩大分類，分別是電壓和電流；其中電壓探頭又分有源探頭和無(wú)源探頭；按電壓等級(jí)分類可分為高壓和低壓探頭，高壓和低壓中又分單端和差分探頭……
理想的探頭
絕對(duì)的信號(hào)保真度，沒(méi)有信號(hào)源負(fù)載效應(yīng)，高抗噪性。
·理想的探頭將不影響信號(hào)的測(cè)量
·帶寬無(wú)限
·零輸入電容
·無(wú)窮大輸入電阻
·無(wú)限動(dòng)態(tài)范圍
·衰減為 1
·零延時(shí)
·零相移
·機(jī)械尺寸與待測(cè)點(diǎn)十分吻合
但是實(shí)際上不存在這樣的探頭，可能一個(gè)帶有S參數(shù)信息的低損耗的高頻SMA線纜，經(jīng)過(guò)在示波器里面的去嵌操作之后，可以差不多認(rèn)為是一個(gè)理想的探頭。
各類探頭的特點(diǎn)
無(wú)源探頭
優(yōu)點(diǎn)：
·1x（無(wú)衰減）
·價(jià)格便宜
缺點(diǎn)：
·端接：輸入阻抗很低
·非端接：非常高的反射；非常高的輸入電容；低的帶寬
高阻無(wú)源探頭
優(yōu)點(diǎn)：
·高輸入電阻
·寬動(dòng)態(tài)范圍
·價(jià)格便宜
·堅(jiān)固耐用
·輸入電容小于 C vs 1X Probe
缺點(diǎn)：
·高輸入電容C
·與50歐姆系統(tǒng)不兼容
·必須經(jīng)過(guò)補(bǔ)償
應(yīng)用：
·低功率設(shè)備
·維修
·生產(chǎn)工程測(cè)試研發(fā)
有源探頭
優(yōu)點(diǎn)：
·低輸入電容
·高帶寬
·高輸入電阻 R
·適合 50 W 或1 MW
·無(wú)須補(bǔ)償
缺點(diǎn)：
·造價(jià)較高
·動(dòng)態(tài)范圍比較小
·較易損
·需要供電
高壓差分探頭
·用于浮地信號(hào)測(cè)量
·用于差分信號(hào)測(cè)量
·電壓量程與帶寬成反比
·屬于有源探頭的一種，需要供電
應(yīng)用：
·浮動(dòng)測(cè)量
·開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
·電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
·電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)
·CRT顯示設(shè)計(jì)
·電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)
·服務(wù)動(dòng)力裝置評(píng)估
低壓差分探頭
·一般用于低壓高速信號(hào)的測(cè)量
·帶寬較高，量程較低
·更高要求的連接方式
·屬于有源探頭的一種，需要供電
應(yīng)用：
·高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)
·組件設(shè)計(jì)/描述
·信號(hào)完整性，抖動(dòng)和時(shí)序分析
·機(jī)械工程與測(cè)試
·測(cè)量3.0 V邏輯，InfiniBand, PCI Express, DDR, Rambus數(shù)據(jù)線，千兆以太網(wǎng)
電流探頭
·示波器測(cè)試電流最普遍，最常用的探頭
·測(cè)量量程與帶寬成反比
·AC/DC電流探頭量程一般在2000A以內(nèi)
·AC電流探頭量程或可達(dá)10000A以上
·屬于有源探頭的一種，需要供電
應(yīng)用：
·電源
·半導(dǎo)體設(shè)備
·功率逆變器/轉(zhuǎn)換器
·電子鎮(zhèn)流器
·工業(yè)/消費(fèi)電子產(chǎn)品
·移動(dòng)通信
·馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器
·交通運(yùn)輸系統(tǒng)
高壓?jiǎn)味颂筋^
·極高的輸入阻抗，通常在幾十，上百M(fèi)Ω
·針對(duì)對(duì)地的高壓?jiǎn)味诵盘?hào)1000V，2500V，20000V
·帶寬相對(duì)較高，價(jià)格便宜
應(yīng)用：
·電源設(shè)計(jì)
·設(shè)計(jì)電機(jī)拖動(dòng)
·電子鎮(zhèn)流器
·功率半導(dǎo)體
·開(kāi)關(guān)模式控制
·UPS 系統(tǒng)
·功率整流器
低壓?jiǎn)味颂筋^
·通常用于測(cè)量低于 12 V 以地參考的高速信號(hào)。
·通常具備很低的輸入電容（0-1pF），對(duì)電路負(fù)載影響很小
·帶寬通常較高
應(yīng)用：
·檢驗(yàn)、調(diào)試和表征高速設(shè)計(jì)
·信號(hào)完整性、抖動(dòng)和定時(shí)分析
·制造工程和測(cè)試
·信號(hào)電壓擺幅最高 8 Vp-p
低噪聲電源紋波探頭
·專門用于紋波測(cè)量的探頭
·低衰減倍數(shù)，低負(fù)載效應(yīng)
·高帶寬，低動(dòng)態(tài)范圍
·低噪聲，高直流偏移
·價(jià)格昂貴
應(yīng)用：
·探測(cè)汽車、工業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)中芯片組的電源軌電壓供電和控制功能
·探測(cè)數(shù)字功率管理、內(nèi)存和以太網(wǎng)連接能力
·探測(cè)高頻電源軌上的噪聲源
光隔離探頭
·針對(duì)于三代半導(dǎo)體器件測(cè)試
·同時(shí)具備高差分電壓，高共模電壓
·高帶寬，高共模抑制比等優(yōu)點(diǎn)
應(yīng)用：
·使用 SiC 或 GaN、FET 或 IGBT 的半/全橋設(shè)計(jì)
·浮動(dòng)測(cè)量
·功率轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
·電源設(shè)備評(píng)估
·開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
·逆變器設(shè)計(jì)
·電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
·電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)
·EMI 和 ESD 故障排除
·電流并聯(lián)測(cè)量
邏輯探頭
·提供多個(gè)通道的輸入
·只具備分辨高，低電平的能力
·一般用于信號(hào)的協(xié)議解碼分析
近場(chǎng)探頭
·精確定位磁場(chǎng)干擾源
·電磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)
·可以用于EMI
以上介紹的種種探頭，均用于常規(guī)的電壓，電流測(cè)量；但是當(dāng)今的示波器趨向高度集成化，許多廠家將信號(hào)發(fā)生器，頻譜儀，邏輯分析儀等功能模塊集成到示波器內(nèi)部，為了配合這些功能的使用，更多的探頭將應(yīng)用到示波器上；例如配合邏輯分析儀使用的邏輯探頭，配合頻譜儀使用的近場(chǎng)探頭。
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