示波器探頭的選型

示波器探頭在示波器測(cè)試應(yīng)用中非常重要，做為一個(gè)工程師怎樣選擇合適的示波器探頭呢，首先要根據(jù)被測(cè)的參數(shù)來(lái)選擇需要什么樣的探頭種類，然后還要考慮與什么示波器匹配，以及考慮探頭的精度與品牌及價(jià)格等。

1、  探頭的種類

探頭通常按測(cè)量對(duì)象進(jìn)行分類，如下表所示。其中，高阻無(wú)源探頭、高壓差分探 頭和電流探頭是我們zui為熟悉的，接下來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。

（1）       高阻無(wú)源探頭 從實(shí)際需求來(lái)說(shuō)，帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o(wú)源電壓探頭使用比例zui大，可以滿足大多數(shù)的低 速數(shù)字信號(hào)、電源和其它的一些典型的示波器使用。 此類探頭具備較高的輸入電阻(一般1MΩ以上)，可調(diào)的補(bǔ)償電容，當(dāng)接上示波 器時(shí)，一般需要以調(diào)節(jié)棒調(diào)整電容值，以匹配示波器輸入電容，消除低頻或高頻增益。圖2 的左邊為欠補(bǔ)償波形，中間為正常波形，右邊為過(guò)補(bǔ)償波形.

（2）       高壓差分探頭 首先介紹下差分的概念：差分信號(hào)是互相參考，而非參考接地的信號(hào)。高壓差分探 頭實(shí)質(zhì)上是由兩個(gè)對(duì)稱的電壓探頭組成，分別對(duì)地有良好絕緣和較高阻抗，可以在更寬的頻 率范圍內(nèi)提供很高的共模抑制比，可將任意間的兩點(diǎn)浮接信號(hào)，轉(zhuǎn)換成對(duì)地的信號(hào)，主要用 于開關(guān)電源等行業(yè)測(cè)試

（3）       電流探頭是利用霍爾傳感器和感應(yīng)線圈實(shí)現(xiàn)直流和交流電流的測(cè)量，其工作原理是 把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，示波器采集電壓信號(hào)，再顯示成電流信號(hào). 圖4 電流探頭圖片 電流探頭優(yōu)點(diǎn)是不用斷開供電線就可以進(jìn)行電流測(cè)量，典型應(yīng)用場(chǎng)合是系統(tǒng)功率測(cè)量、功率 因子測(cè)量、開關(guān)機(jī)沖擊電流波形測(cè)量等。主要缺點(diǎn)在于其小電流的測(cè)量能力受限于示波器的 底噪聲，所以小電流測(cè)量能力有限。

2、  如何選擇一款合適的電流探頭

（1）       阻抗匹配：探頭的輸入阻抗要與所用示波器的輸入阻抗匹配，以減小對(duì)被測(cè)電路 的負(fù)載作用。對(duì)于低輸入阻抗的示波器，應(yīng)選擇有源探頭或50Ω輸入阻抗的探頭;對(duì)于高輸 入阻抗的示波器，應(yīng)選擇×10的探頭。例如示波器的輸入阻抗是1MΩ/10pF,探頭輸入阻抗zui 好是10MΩ/1pF，這樣的探頭既有10倍的信號(hào)衰減，對(duì)被測(cè)信號(hào)的負(fù)載小，又能與示波器輸 入阻抗匹配。

（2）       帶寬：探頭的帶寬要等于或大于示波器的帶寬。若觀察純正弦信號(hào)，探頭帶寬等 于被測(cè)信號(hào)頻率的zui高值即可;若觀察非正弦信號(hào)，探頭帶寬應(yīng)容納被測(cè)信號(hào)的基波和zui重 要諧波分量。

（3）       上升時(shí)間：為地測(cè)量脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間，系統(tǒng)的上升時(shí)間(即示波 器和探頭上升時(shí)間之和)應(yīng)比被測(cè)信號(hào)上升時(shí)間快3-5倍。

總結(jié) 為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，要求探頭對(duì)被測(cè)電路的影響zui小，且保持zui大的信號(hào)保真度傳送至示波器。若探頭以任何方式改變信號(hào)或被測(cè)電路運(yùn)行方式，示波器會(huì)看到實(shí)際信 號(hào)的失真結(jié)果，進(jìn)而可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果，或者誤導(dǎo)性的測(cè)量結(jié)果。只有與示波器和被 測(cè)電路都匹配良好的探頭才是您的*選擇!