示波器的探頭要怎么選擇？
來源：日圖科技
探頭做為示波器的“眼睛“，在信號測量中有著至關(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源探頭；按電壓等級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
絕對的信號保真度，沒有信號源負載效應(yīng)，高抗噪性。
·理想的探頭將不影響信號的測量
·帶寬無限
·零輸入電容
·無窮大輸入電阻
·無限動態(tài)范圍
·衰減為 1
·零延時
·零相移
·機械尺寸與待測點十分吻合
但是實際上不存在這樣的探頭，可能一個帶有S參數(shù)信息的低損耗的高頻SMA線纜，經(jīng)過在示波器里面的去嵌操作之后，可以差不多認為是一個理想的探頭。
各類探頭的特點
無源探頭
優(yōu)點：
·1x（無衰減）
·價格便宜
缺點：
·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
高阻無源探頭
優(yōu)點：
·高輸入電阻
·寬動態(tài)范圍
·價格便宜
·堅固耐用
·輸入電容小于 C vs 1X Probe
缺點：
·高輸入電容C
·與50歐姆系統(tǒng)不兼容
·必須經(jīng)過補償
應(yīng)用：
·低功率設(shè)備
·維修
·生產(chǎn)工程測試研發(fā)
有源探頭
優(yōu)點：
·低輸入電容
·高帶寬
·高輸入電阻 R
·適合 50 W 或1 MW
·無須補償
缺點：
·造價較高
·動態(tài)范圍比較小
·較易損
·需要供電
高壓差分探頭
·用于浮地信號測量
·用于差分信號測量
·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：
·浮動測量
·開關(guān)電源設(shè)計
·電機驅(qū)動設(shè)計
·電子鎮(zhèn)流器設(shè)計
·CRT顯示設(shè)計
·電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計
·服務(wù)動力裝置評估
低壓差分探頭
·一般用于低壓高速信號的測量
·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
·組件設(shè)計/描述
·信號完整性，抖動和時序分析
·機械工程與測試
·測量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
·示波器測試電流最普遍，最常用的探頭
·測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)/消費電子產(chǎn)品
·移動通信
·馬達驅(qū)動器
·交通運輸系統(tǒng)
高壓單端探頭
·極高的輸入阻抗，通常在幾十，上百MΩ
·針對對地的高壓單端信號1000V，2500V，20000V
·帶寬相對較高，價格便宜
應(yīng)用：
·電源設(shè)計
·設(shè)計電機拖動
·電子鎮(zhèn)流器
·功率半導(dǎo)體
·開關(guān)模式控制
·UPS 系統(tǒng)
·功率整流器
低壓單端探頭
·通常用于測量低于 12 V 以地參考的高速信號。
·通常具備很低的輸入電容（0-1pF），對電路負載影響很小
·帶寬通常較高
應(yīng)用：
·檢驗、調(diào)試和表征高速設(shè)計
·信號完整性、抖動和定時分析
·制造工程和測試
·信號電壓擺幅最高 8 Vp-p
低噪聲電源紋波探頭
·專門用于紋波測量的探頭
·低衰減倍數(shù)，低負載效應(yīng)
·高帶寬，低動態(tài)范圍
·低噪聲，高直流偏移
·價格昂貴
應(yīng)用：
·探測汽車、工業(yè)和消費市場中芯片組的電源軌電壓供電和控制功能
·探測數(shù)字功率管理、內(nèi)存和以太網(wǎng)連接能力
·探測高頻電源軌上的噪聲源
光隔離探頭
·針對于三代半導(dǎo)體器件測試
·同時具備高差分電壓，高共模電壓
·高帶寬，高共模抑制比等優(yōu)點
應(yīng)用：
·使用 SiC 或 GaN、FET 或 IGBT 的半/全橋設(shè)計
·浮動測量
·功率轉(zhuǎn)換器設(shè)計
·電源設(shè)備評估
·開關(guān)電源設(shè)計
·逆變器設(shè)計
·電機驅(qū)動設(shè)計
·電子鎮(zhèn)流器設(shè)計
·EMI 和 ESD 故障排除
·電流并聯(lián)測量
邏輯探頭
·提供多個通道的輸入
·只具備分辨高，低電平的能力
·一般用于信號的協(xié)議解碼分析
近場探頭
·精確定位磁場干擾源
·電磁場強度檢測
·可以用于EMI
以上介紹的種種探頭，均用于常規(guī)的電壓，電流測量；但是當(dāng)今的示波器趨向高度集成化，許多廠家將信號發(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探頭。
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