選擇探頭時，還需要考慮測試信號的電壓，一方面要保證測試電壓不要高于探頭的最大輸入電壓，另一方面也要保證探頭輸出的信號在示波器的可測量范圍內。這需要測試者根據測試信號的電壓來選擇探頭。比如要測量600Vpp的電壓信號，就需要選擇耐壓值超過600Vpp的探頭，而一般示波器最大測量電壓是80V，所以需要選擇一個衰減比大于8的探頭。而如果需要測量的信號是10mVpp的電壓信號，則就需要采用無衰減的探頭進行測量。

6、地線的影響

傳統的使用習慣上，示波器的接地方式就是那根長長的接地夾線。這種接地方式，確實是一種簡單方便的接地方式，但是卻并不是一種嚴謹的、準確的接地方式。

圖8 接地夾線示意圖

由于地夾線比較長，其會形成一個寄生電感Lgnd，隨著夾線的增長，這個電感也會增大，而這個回路電感會和示波器探頭的輸入電容Cin產生諧振。這就導致示波器的幅頻特性變得不平坦，導致測量不準確。下圖為使用接地夾時的等效電路。

圖9 接地夾線等效電路圖

下圖為用該等效電路仿真出的頻譜特性曲線：

圖10 頻譜特性曲線

可以看出，在60MHz以上的頻率，幅度已經產生了超過3dB的過沖，而到達100M左右時，過沖到最大幅度。所以如果采用地夾，測量超過60MHz的信號就會產生比較大的失真。正確的方式應該是采用接地彈簧。接地彈簧具有非常小的電感，可以大大提升探頭的帶寬。

圖11 接地彈簧示意圖

而且使用彈簧，也會減小接地環(huán)路面積，大大較小空間噪聲的輻射干擾。

7、補償電容的調節(jié)

對于10×無源探頭，其等效模型如下圖所示。

圖12 探頭等效電路

其中C1和Cline1是示波器和通訊電纜的寄生電容，是無法去除的。由于R2的原因，勢必會產生一個低通濾波器，這就導致探頭無法通過高頻信號。為了提高探頭帶寬，探頭中會加入C2，來進行補償。

計算可得該系統的零點：

系統極點為：

只有使得這兩個點重合，才能讓探頭帶寬得以平坦。而示波器的輸入電容C1和通訊電纜的電容Cline1都有一定的變化范圍，所以必須加入一個可調電容Cadj來進行匹配。實際使用時，需要通過這個可調電容來將探頭帶寬調節(jié)平坦。具體方式是將探頭鏈接到示波器的校準片上，然后通過調節(jié)探頭補償裝置上的調節(jié)器，將方波調節(jié)平坦。下圖為調節(jié)圖例。當屏幕上的波形變?yōu)榉讲〞r，表示探頭調節(jié)成功。

圖13 探頭補償示意圖

8、探頭的負載效應

前文提到過，探頭都是具有輸入電容和輸入電阻的，這就導致其并不能當成一個阻抗無窮大的設備，其測量時的等效模型如下圖所示。

圖14

根據電路知識可知，對于直流信號而言，與未接入探頭前相比，Vout會有所下降，因為現在的負載不再是RL，而是RL與Rin并聯后的電阻，這勢必小于原來的電阻RL。而對于交流信號而言，還需要在并聯上一個電容Cin產生的阻抗。而這個阻抗會隨著頻率的增加而逐漸減小。這就是有些情況下探頭點上去，電路無法正常工作的原因。在使用探頭測量時，需要評估探頭的負載效應對被測試系統產生的影響。比如一般的1×探頭，輸入電容高達150pF左右，如果接入到一個50Ω系統中，會產生一個40M左右的低通濾波器，如果被測信號接近或者高于這個頻率時，就會導致被測系統工作異常。進行高頻測量時，探頭的輸入電容越小，對系統產生的影響也就越小。

總結

探頭在示波器測量系統中，至關重要。ZDS4000示波器具有很優(yōu)越的各項性能，同時標配了性能優(yōu)異的無源探頭，但是探頭的使用上存在著很多需要注意的事項，為了能正確的發(fā)揮示波器的性能，使用者需要了解這些，才能即安全又準確的得到測量結果。