無源探頭非常適合帶寬在 50 MHz 以下的測量應(yīng)用。這是因為無源探頭的輸入電容在 9 或 10 皮法 (pF) 范圍內(nèi)。這樣可以加載受測試器件。這些負載效應(yīng)隨著頻率提高而增加。為了避免這種負載效應(yīng)，有源探頭在無源探頭的補償衰減器和示波器輸入之間插入了一個放大器。
該放大器對連接電纜進行緩沖，讓電纜能夠端接到標稱值為50Ω 的特征阻抗。這樣可將探頭與電纜的容性負載和示波器的輸入電路隔離開。該放大器旨在最大程度減小輸入電容，標稱值為4 pF。而補償衰減器進一步減小了此電容。為實現(xiàn)10:1衰減，預(yù)期的輸入電容約為0.4 pF。但是，輸入保護電路和探頭尖端五金額外增加了電容。
Teledyne LeCroy ZS1000 1 GHz單端有源探頭是典型的有源探頭，具有0.9 pF的輸入電容和1 MΩ 的輸入電阻。
圖1：高阻抗無源探頭和單端有源探頭的簡化原理圖，放大器對連接電纜和示波器輸入進行緩沖，同時提供低輸入電容。
低輸入電容擴大了有源探頭的有用頻率范圍。在圖2中可以看到這一點，該圖將10:1高阻抗無源探頭的輸入阻抗與ZS1000的輸入阻抗進行了比較。
圖2：高阻抗無源探頭和ZS1000單端有源探頭的頻率輸入阻抗函數(shù)曲線。
相比無源探頭的10 MΩ 輸入阻抗和9.·5 pF輸入電容，ZS1000的輸入阻抗為1 MΩ，輸入電容為0.9 pF。在高于20 kHz的頻率下，ZS1000的輸入阻抗高得多，因而信號負載較小。在500 MHz的頻率下，ZS1000的輸入阻抗為354Ω，而無源探頭的輸入阻抗則為34Ω。
也許最好的比較方式是查看不同探頭對快速邊沿的響應(yīng)差異（圖3）。
圖3：使用50Ω 直接連接、無源探頭、ZS系列有源探頭時，示波器對快速邊沿的響應(yīng)。
50Ω 直接連接的響應(yīng)被用作參考波形。有源探頭響應(yīng)與參考波形幾乎無法區(qū)分。由于輸入電容較高，無源探頭響應(yīng)有圓角。注意測量的上升時間。參考波形的上升時間（參數(shù)讀數(shù)P1）為456皮秒(ps)，有源探頭(P2)的上升時間則為492皮秒。無源探頭的上升時間(P3)為1.8納秒(ns)。
在帶寬相同的情況下，有源探頭的性能通常優(yōu)于無源探頭。但還必須記住，有源探頭需要電源。由于這個原因，有源探頭幾乎針對不同制造商的示波器均提供了專用連接器。對于ZS1000有源探頭，它配備了Teledyne LeCroy ProBus接口，用于從示波器為探頭供電。該接口讓探頭與示波器連為一體，因而示波器的前面板可以感應(yīng)和完全控制探頭。
與無源探頭相比，有源探頭的輸入電壓范圍也比較小。對這一點需要特別注意，以防止損壞探頭。ZS1000探頭的輸入電壓范圍為 ±8伏特，最大無損電壓為20伏特。此電壓范圍大于當(dāng)前使用的任何邏輯電平的電壓需求，因而這些探頭非常適用于高速邏輯測量。
探頭配件
ZS1000探頭附帶了多種配件（圖4）。請注意，大多數(shù)探頭尖端和接地引線非常小。物理尺寸較小意味著電容和電感較低，這意味著受測試電路的負載較小。較長的接地引線和微型夾適用于低頻應(yīng)用，它們增加的電抗并不會影響測量。
圖4：ZS1000 1 GHz有源探頭附帶了大量配件，包括適用于低頻信號的長接地引線，還有各種尖端，它們讓用戶能夠更容易對測試點進行操作。（圖片來源：Teledyne LeCroy）
標準探頭尖端是針對常規(guī)探測而設(shè)計的。彈針式尖端和接地引線提供了垂直順性，確保了有效接觸，而不產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)臋C械壓力。除了在最尖端處之處，IC尖端是絕緣的，旨在防止相鄰的IC引腳意外短路。彎曲尖端非常適合在相鄰元器件下方進行探測，適用于探頭必須與板保持平行的應(yīng)用。方針適配器傳送信號和接地引線，采用標準的2.54 mm引腳間距。
接地引線包括窄型和寬型接地片。接地片具有低電感接地連接的優(yōu)點。它們通常與銅墊配合使用。銅墊背側(cè)具有粘性，粘貼到IC上。然后，它可以直接焊接到IC接地引線，提供接地電感很低的連接。偏移接地的目的是連接到探頭接地插座并環(huán)繞探頭。這使探頭尖端和接地都能保持小間距，同時讓接地引線非常短。
差分探頭
差分探頭可測量兩個輸入端之間的電壓差。單端探頭可測量單個點和地面之間的電壓，而差分探頭無需接地即可測量兩個輸入端之間的電壓。當(dāng)需要在不以地面為基準的開關(guān)模式電源中的線路端電路上進行測量時，這是非常有用的。
由于差分探頭測量兩個輸入端之間的差值，因此兩個輸入端共同的信號，稱為共模信號，將被抵消或幅度顯著減小。這意味著兩個輸入端共同的偏置電平、噪聲、串?dāng)_可能被抵消，至少幅度會顯著減小。
