士波器探頭特(tè)點

示波(bō)器(qì)探(tàn)頭(tóu)對測量(liáng)結(jié)果的準(zhǔn)確性(xìng)以及(jí)正確性(xìng)至(zhì)關(guān)重要(yào)，它是(shì)連接(jiē)被測電路與示波器輸入端的(dí)電子(zǐ)部(bù)件(jiàn)。zui簡單的探頭是連接被(bèi)測電路與電子示波器(qì)輸(shū)入端的一(yī)根(gēn)導(dǎo)綫，復(fù)雜(zá)的探(tàn)頭(tóu)由阻(zǔ)容(róng)元件和(hé)有源(yuán)器件組(zǔ)成。簡單的(dí)探頭沒有(yǒu)采(cǎi)取(qǔ)屏蔽措(cuò)施很容(róng)易(yì)受到(dào)外界電磁場(cháng)的(dí)幹(gān)擾，而(ér)且本身等(děng)效電容(róng)較大(dà)，造(zào)成被測電(diàn)路的負載增加，使被測信(xìn)號失(shī)真。

分(fēn)類(lèi)特點

市場(cháng)上(shàng)提(tí)供了數(shù)百種，甚至上(shàng)千種不(bù)同的示(shì)波(bō)器探頭。示波器探頭的一個技(jì)術指(zhǐ)標是頻率特(tè)性(xìng)，按(àn)頻率劃(huá)分(fēn)探頭的(dí)種類有(yǒu)其方便(biàn)之(zhī)處(chǔ)，但(dàn)是(shì)示波器(qì)探頭的頻率覆蓋範圍有限(xiàn)很(hěn)難按無(wú)綫電(diàn)頻率的LF，HF，VHF，UHF，RF等波段來(lái)劃分。示(shì)波器(qì)探頭是(shì)探頭(tóu)中(zhōng)的(dí)一(yī)種，zui常(cháng)使用(yòng)的探(tàn)頭是(shì)電(diàn)壓電流(liú)探(tàn)頭，而(ér)探(tàn)頭(tóu)通(tōng)常(cháng)是按測量對象進行分(fēn)類(lèi)的(dí)，具體分類如(rú)圖2所(suǒ)示：

*類

2.1 無源電壓探頭 2.1.1 無(wú)源探頭

無源(yuán)探頭由(yóu)導綫和(hé)連接器製(zhì)成，在需(xū)要補償或衰(shuāi)減(jiǎn)時，還包括(kuò)電阻器和(hé)電容器(qì)。探頭中(zhōng)沒有有源(yuán)器件(jiàn)（晶體(tǐ)管或放大(dà)器(qì)），因此不(bù)需(xū)為探頭(tóu)供電。無(wú)源探(tàn)頭(tóu)一般(bān)是zui堅(jiān)固，的(dí)探頭，它們不(bù)僅(jǐn)使用(yòng)簡(jiǎn)便(biàn)，而(ér)且使(shǐ)用廣(guǎng)泛。

第二(èr)類(lèi)

2.1.2高(gāo)阻(zǔ)無(wú)源(yuán)電壓探頭

從實際需(xū)要(yào)出發，使用(yòng)zui多的是(shì)電壓(yā)探頭，其中(zhōng)高(gāo)阻無(wú)源電壓(yā)探頭占(zhān)zui大(dà)部(bù)分。無源電壓探頭為(wéi)不(bù)同電壓範圍提供(gōng)了各(gè)種(zhǒng)衰(shuāi)減係(xì)數(shù)1×，10×和(hé)100×。在這(zhè)些(xiē)無源(yuán)探頭中，10×無源電(diàn)壓探頭(tóu)是(shì)zui常用的探(tàn)頭。對信號幅(fú)度是1V峰(fēng)峰值(zhí)或(huò)低(dī)的應(yīng)用，1×探頭可(kě)能(néng)要比(bǐ)較(jiào)適合，甚至(zhì)是*的(dí)。在(zài)低(dī)幅度和中等(děng)幅度(dù)信(xìn)號混(hùn)合(hé)（幾(jī)十(shí)毫伏(fú)到幾十伏）的(dí)應用中，可切換1×/10×探頭(tóu)要方便得(dé)多(duō)。但是，可切換(huàn)1×/10×探(tàn)頭(tóu)在本(běn)質(zhì)上(shàng)是(shì)一個產品(pǐn)中的兩(liǎng)個不同探頭，不僅其衰減係(xì)數不同，而且其(qí)帶寬，上升時間和阻抗（R和(hé)C）特(tè)點也不(bù)同。因此(cǐ)，這(zhè)些(xiē)探(tàn)頭(tóu)不能(néng)與示(shì)波器的(dí)輸入匹(pǐ)配(pèi)，不能提(tí)供標準10×探頭實(shí)現的(dí)*。

第(dì)三類(lèi)

2.1.3 低阻(zǔ)無源電(diàn)壓探頭

大(dà)多(duō)數高(gāo)阻無(wú)源(yuán)探頭的(dí)帶寬(kuān)範圍在(zài)小(xiǎo)於100MHz到(dào)500MHz或高(gāo)的(dí)帶(dài)寬之(zhī)間(jiān)。而(ér)低阻無源電壓探頭(tóu)（又(yòu)稱(chēng)為50歐姆(mǔ)探(tàn)頭，Zo探(tàn)頭，分壓(yā)器(qì)探頭(tóu)）的(dí)頻(pín)率特(tè)性(xìng)很好，采用(yòng)匹配(pèi)同(tóng)軸(zhóu)電纜(lǎn)的(dí)探(tàn)頭，帶寬可達(dá)10GHz和100皮(pí)秒(miǎo)或快的上(shàng)升(shēng)時(shí)間。這種探(tàn)頭(tóu)是(shì)為用於50歐姆環(huán)境中(zhōng)設計(jì)的，這些環境一般(bān)是高速(sù)設備(bèi)檢(jiǎn)定，微波通(tōng)信(xìn)和時(shí)域反射計(jì)（TDR）。

第(dì)四類

2.1.4 無源(yuán)高壓(yā)探頭(tóu)

“高(gāo)壓”是相(xiāng)對(duì)的(dí)概念(niàn)。從(cóng)探頭(tóu)角度看，我(wǒ)們(mén)可以把高壓(yā)定(dìng)義為(wéi)超(chāo)過(guò)典(diǎn)型(xíng)的通用(yòng)10×無(wú)源(yuán)探頭可(kě)以處理的(dí)電(diàn)壓(yā)的任何電(diàn)壓。高壓探頭要求具(jù)有(yǒu)良好的絕緣強(qiáng)度(dù)，保證使用者(zhě)和(hé)示波(bō)器(qì)的。

第(dì)五類

2.2 有源(yuán)電壓探(tàn)頭 2.2.1 有源(yuán)探頭

有源(yuán)探(tàn)頭包含(hán)或(huò)依賴有(yǒu)源(yuán)器件，如(rú)晶體管(guǎn)。zui常見(jiàn)的情(qíng)況(kuàng)下，有源(yuán)設備(bèi)是一種場(cháng)效(xiào)應晶體(tǐ)管（FET），它(tā)提供了(liǎo)非(fēi)常低(dī)的(dí)輸(shū)入(rù)電容(róng)，低電(diàn)容(róng)會(huì)在(zài)寬的頻(pín)段(duàn)上導致高(gāo)輸(shū)入阻抗。可以(yǐ)從下(xià)麵(miàn)的(dí)Xc公式中看(kàn)出：

第(dì)六類

2.2.2 有源FET探(tàn)頭

有源FET探(tàn)頭的規(guī)定(dìng)帶寬一般(bān)在(zài)500MHz ～4GHz之間。除(chú)帶(dài)寬(kuān)高外，有源(yuán)FET探(tàn)頭的(dí)高(gāo)輸(shū)入(rù)阻抗允許在阻抗(kàng)未(wèi)知(zhī)的測(cè)試點(diǎn)上(shàng)進行測量，而產生負荷效(xiào)應的風(fēng)險要低得(dé)多(duō)。另外，由(yóu)於低電容(róng)降低了(liǎo)地綫影響，可(kě)以(yǐ)使(shǐ)用(yòng)長(cháng)的地(dì)綫(xiàn)。

有源(yuán)FET探頭沒有無源(yuán)探頭的(dí)電壓範圍(wéi)。有(yǒu)源探頭的綫性動(dòng)態範(fàn)圍一般(bān)在±0.6V到±10V之(zhī)間(jiān)。

第七(qī)類

2.2.3有(yǒu)源差分探(tàn)頭

差分信號(hào)是互相(xiāng)參(cān)考，而(ér)不是(shì)參考接地的信號(hào)。差分(fēn)探頭(tóu)可測量(liáng)浮置器件的信號，實(shí)質上它是兩(liǎng)個對(duì)稱(chēng)的電壓探(tàn)頭(tóu)組(zǔ)成，分(fēn)別(bié)對(duì)地段有(yǒu)良好(hǎo)絕(jué)緣和(hé)較高阻(zǔ)抗。差分探頭可(kě)以在寬(kuān)的(dí)頻率(shuài)範(fàn)圍(wéi)內提供(gōng)很(hěn)高(gāo)的(dí)共模抑製比（CMRR）。

第八類

2.3 電流探頭(tóu)

從原(yuán)理上來看，用電壓探頭(tóu)測(cè)得電壓值，除以被(bèi)測(cè)阻(zǔ)抗(kàng)值(zhí)，很(hěn)容易就可(kě)以獲得(dé)電(diàn)流(liú)值。然(rán)而(ér)，實(shí)際(jì)上這種測量引(yǐn)入的誤差很(hěn)大，所(suǒ)以一(yī)般不采用電壓換算(suàn)電(diàn)流(liú)的(dí)方(fāng)法。電流(liú)探頭可以(yǐ)測得電流波形(xíng)，方(fāng)法(fǎ)是采(cǎi)用(yòng)電流互感器輸入，信號電(diàn)流(liú)磁通經互(hù)感變(biàn)壓(yā)器變(biàn)換(huàn)成(chéng)電壓(yā)，再(zài)由探(tàn)頭內的放(fàng)大(dà)器放大後送(sòng)到(dào)示波器(qì)。

第(dì)九(jiǔ)類

2.3.1 交流(liú)電流(liú)探頭

交(jiāo)流(liú)電(diàn)流在互感(gǎn)器中，隨著電(diàn)流方向的(dí)變(biàn)化(huà)，產生電(diàn)場的變化(huà)，並感(gǎn)應(yīng)出電(diàn)壓(yā)。交流(liú)電流(liú)探(tàn)頭屬於無源(yuán)設備(bèi)，無需外接(jiē)供電(diàn)。

第十(shí)類

2.3.2 直(zhí)流電(diàn)流(liú)探(tàn)頭(tóu)

傳統電(diàn)流探頭(tóu)隻(zhī)能(néng)測(cè)量(liáng)交流(liú)交流信(xìn)號，因為穩(wěn)定的(dí)直(zhí)流電流(liú)不能(néng)在(zài)互感器(qì)中感(gǎn)應(yīng)電流(liú)。然(rán)而(ér)，利(lì)用霍爾效應，電(diàn)流偏流(liú)的(dí)半(bàn)導(dǎo)體設(shè)備將(jiāng)產(chǎn)生(shēng)與直(zhí)流(liú)電場(cháng)對應的電壓。所(suǒ)以，直流電(diàn)流(liú)探頭是(shì)一(yī)種(zhǒng)有(yǒu)源設備，需(xū)要(yào)外接(jiē)供電。

所以(yǐ)電流(liú)探(tàn)頭(tóu)基本上(shàng)分(fēn)成(chéng)兩類：即AC電流(liú)探頭和(hé)AC/DC電(diàn)流探頭(tóu)，AC電(diàn)流(liú)探(tàn)頭通(tōng)常是(shì)無源探頭，AC/DC電流探(tàn)頭通常是(shì)有源探頭(tóu)。

第十(shí)一類(lèi)

2.4 邏(luó)輯(jí)探頭

使用(yòng)示波器觀察分(fēn)析數字(zì)波(bō)形(xíng)的(dí)模擬特(tè)點時(shí)，需(xū)要用(yòng)到邏輯探頭，為(wéi)隔離確切地成(chéng)因(yīn)，數字設計(jì)人(rén)員(yuán)通(tōng)常需要(yào)查(chá)看在具體邏輯(jí)條(tiáo)件下(xià)發生(shēng)的特定數據脈(mài)衝，這要求邏輯觸發功能。如圖3為邏輯探頭(tóu)示意圖，可以(yǐ)在(zài)大多數(shù)示(shì)波器(qì)中(zhōng)增加這(zhè)種(zhǒng)邏輯出發(fā)功(gōng)能(néng)。

圖(tú)3 邏(luó)輯(jí)探(tàn)頭(tóu)示(shì)意圖

第十二(èr)類

2.5 其他(tā)探(tàn)頭(tóu)

由於示(shì)波(bō)器(qì)的應用範圍(wéi)十分(fēn)廣泛(fàn)，所(suǒ)以除了上述的(dí)探頭類型外(wài)還有(yǒu)各種探(tàn)頭(tóu)，這(zhè)些專業(yè)探(tàn)頭(tóu)根據(jù)其(qí)前端(duān)傳感(gǎn)器(qì)的(dí)不同而(ér)有(yǒu)不同的功(gōng)用，下麵我們介(jiè)紹(shào)其中(zhōng)的兩種(zhǒng)，僅(jǐn)供讀者了解。

光電探(tàn)頭在(zài)原(yuán)理(lǐ)上(shàng)是普(pǔ)通電(diàn)壓(yā)探頭(tóu)與(yǔ)光電轉換(huàn)器件的(dí)組(zǔ)合(hé)，可(kě)直接測(cè)量光器(qì)件和(hé)光(guāng)纖(xiān)傳輸(shū)的(dí)光信號(hào)。

溫度(dù)探(tàn)頭是普(pǔ)通電壓探頭與溫度傳感器的(dí)組(zǔ)合，可直(zhí)接測(cè)量物體(tǐ)的溫度(dù)。溫(wēn)度探頭(tóu)屬(shǔ)傳(chuán)感(gǎn)器探頭的(dí)一(yī)種(zhǒng)，各種傳感器探頭與示波器配合(hé)可(kě)測(cè)量(liáng)多種物理(lǐ)量。