探頭的分類

示波器探頭大的方面可以分為：無(wú)源探頭和有源探頭兩大類。

無(wú)源探頭

無(wú)源探頭細(xì)分：低阻電阻分壓探頭、帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o(wú)源探頭(最常用的無(wú)源探頭)、高壓探頭。

低阻電阻分壓探頭：

低阻電阻分壓探頭具備較低的電容負(fù)載(<1pf)，較高的帶寬(>1.5GHz)，較低的價(jià)格，但是電阻負(fù)載非常大，一般只有 500ohm 或 1Kohm，所以只適合測(cè)試低源阻抗的電路，或只關(guān)注時(shí)間參數(shù)測(cè)試的電路。

圖 6 低輸入電阻探頭結(jié)構(gòu)

帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o(wú)源探頭：

帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o(wú)源探頭是最常用的無(wú)源探頭，一般示波器標(biāo)配的探頭都是此類探頭。帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o(wú)源探頭具備較高的輸入電阻(一般 1Mohm 以上)，可調(diào)的補(bǔ)償電容，以匹配示波器的輸入，具備較高的動(dòng)態(tài)范圍，可以測(cè)試較大幅度的信號(hào)(幾十幅以上)，價(jià)格也較低。但是不知之處是輸入電容過(guò)大(一般 10pf 以上)，帶寬較低(一般 500MHz 以內(nèi))。

圖 7 常用的無(wú)源探頭結(jié)構(gòu)

帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o(wú)源探頭有一個(gè)補(bǔ)償電容，當(dāng)接上示波器時(shí)，一般需要調(diào)整電容值（需要使用探頭自帶的小螺絲刀來(lái)調(diào)整，調(diào)整時(shí)把探頭連接到示波器補(bǔ)償輸出測(cè)試位置），以與示波器輸入電容匹配，以消除低頻或高頻增益。圖 8 的左邊是存在高頻或低頻增益，調(diào)整后的補(bǔ)償信號(hào)顯示波形如圖 8 的右邊所示。

圖 8 無(wú)源探頭的補(bǔ)償

高壓探頭：

高壓探頭是帶補(bǔ)償?shù)臒o(wú)源探頭的基礎(chǔ)上，增大輸入電阻，使得衰減加大(如，100:1 或 1000:1 等)。因?yàn)樾枰褂媚透邏旱脑骷愿邏禾筋^一般物理尺寸較大。

圖 9 高壓探頭的結(jié)構(gòu)

有源探頭

單端有源探頭、差分探頭、電流探頭。

先來(lái)觀察一下用 600MHz 無(wú)源探頭和 1.5GHz 有源探頭，測(cè)試 1ns 上升時(shí)間階躍信號(hào)的影響。使用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè) 1ns 的階躍信號(hào)，通過(guò)測(cè)試夾具后，使用 SMA 電纜直接連接到一個(gè) 1.5GHz 帶寬的示波器上，這樣示波器上會(huì)顯示一個(gè)波形(圖 10 中的藍(lán)色信號(hào))，把這個(gè)波形存為參考波形。

然后使用探頭點(diǎn)測(cè)測(cè)試夾具去探測(cè)被測(cè)信號(hào)，通過(guò) SMA 直連的波形因?yàn)槭芴筋^負(fù)載的影響而變成黃色的波形，探頭通道顯示的是綠色的波形。然后分別測(cè)試上升時(shí)間，可以看出無(wú)源探頭和有源探頭對(duì)高速信號(hào)的影響。