示波器探头种类繁多,按工作原理可分为无源探头和有源探头。无源探头结构简单,无需外部供电,成本低廉,适合中低频测量。有源探头则内置放大器,带宽高,输入电容小,适合高频、高精度测量,但价格昂贵且易损坏。按信号类型,探头又可分为电压探头、电流探头、差分探头和逻辑探头。电压探头是最常见的,用于测量电压波形;电流探头基于霍尔效应或电流互感器,测量电流;差分探头测量两点间电压差,抑制共模噪声;逻辑探头则用于捕获数字信号。

探头的衰减比也是一个重要的参数,常见的有1X、10X、100X/1000X等。1X无衰减,适合小信号,但带宽较低;10X衰减10倍,输入电容小,带宽高,减少电路负载;100X/1000X则用于高压测量。带宽方面,低带宽(<100MHz)适合基础测量,高带宽(数百MHz至GHz)则用于高速数字或射频应用。

探头的负载效应

探头的负载效应是使用示波器时必须考虑的问题。当探头探测到被测电路后,它实际上成为了电路的一部分。探头的负载效应包括阻性负载、容性负载和感性负载。阻性负载相当于并联了一个电阻,对信号有分压作用,影响信号幅度和直流偏置。容性负载相当于并联了一个电容,对信号有滤波作用,影响信号的上升下降时间,影响传输延迟和带宽。感性负载则来源于探头地线的电感效应,可能与容性负载和阻性负载形成谐振,导致信号出现振铃。

为了减小负载效应,应选择高输入阻抗的探头。输入阻抗越大,输入电容越小,负载效应就越小。在测量时,应尽量选择衰减档,因为衰减档有电路补偿,保证测量的波形失真小,还原度高。

探头的校准与使用

探头的校准是使用示波器时必不可少的一步。除无衰减的探头(1:1)外,其他探头都需要校准。校准是探头首次与示波器使用时必须进行的操作,即使换不同的示波器测量时,也需要重新校准。

在测量时,应尽可能选择探头衰减档位,以预防高电压损坏示波器。测试晶振等高阻抗电路时,要选择探头衰减档位测量,因为衰减档位的阻抗很高,一般10:1的探头是10M,100:1的探头是100M。测试电路时,要确保探头的接地线接地可靠,特别是高压探头在没有高压时更要注意。接地线的接地位置也会影响测量精度。

探头的带宽也很重要,高频率的探头能兼容低频率的,但低频率不能测试的高频率。在选择探头时,尽量选择大于示波器的带宽。探头内部有电子元件,所以也有耐压参数,不可以超出耐压值,否则不但会损坏探头,还可能会直接损坏示波器。

探头在特殊测量中的应用

电流探头是示波器探头中的一种特殊类型,它允许用户在测量导线电流时无需拆开导线,因此是侵入性较小的技术。差分探头主要用于观测差分信号,差分信号是相互参考、而不是以地作为参考点的信号。普通的单端探头也可以测量差分信号,但得到的信号与实际信号相差很大,有可能出现地弹现象。此外,电源系统测试中经常要求测量两火或火零之间的相对压差,很多用户直接使用单端探头测量导致探头仪器被烧毁。这是因为达到或疏示波器的信号公共线与保护性地线相连接地。

探头的选择与注意事项

选择示波器探头时,需要考虑多个因素。带宽与上升时间是关键因素,探头的带宽需覆盖信号最高频率,建议为信号频率的3-5倍。例如,200MHz信号选600MHz以上探头。上升时间需满足 ( tprobe leq 0.35 / fmax )。阻抗匹配也很重要,高频测量需低输入电容(有源探头通常<1pF),避免信号失真。高阻抗探头(如10X)适合低频,低阻抗(50)适合高速信号。

衰减比的选择也需要注意,小信号(<10V):1X或10X(避免信噪比降

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示波器不用探头行吗,示波器测量无探头可行性与挑战解析

发布时间: 2025-05-09 作者:新闻中心

在电子测量的世界里,示波器就像一位侦探,帮助人们洞察电路中的奥秘。但要让这位侦探发挥作用,往往需要一个得力的助手——示波器探头。那么,示波器不用探头行吗?这看似简单的问题,背后却隐藏着不少学问。今天,就让我们一起深入探讨,看看示波器探头的那些事儿。

探头的分类与作用

示波器探头种类繁多,按工作原理可分为无源探头和有源探头。无源探头结构简单,无需外部供电,成本低廉,适合中低频测量。有源探头则内置放大器,带宽高,输入电容小,适合高频、高精度测量,但价格昂贵且易损坏。按信号类型,探头又可分为电压探头、电流探头、差分探头和逻辑探头。电压探头是最常见的,用于测量电压波形;电流探头基于霍尔效应或电流互感器,测量电流;差分探头测量两点间电压差,抑制共模噪声;逻辑探头则用于捕获数字信号。

探头的衰减比也是一个重要的参数,常见的有1X、10X、100X/1000X等。1X无衰减,适合小信号,但带宽较低;10X衰减10倍,输入电容小,带宽高,减少电路负载;100X/1000X则用于高压测量。带宽方面,低带宽(<100MHz)适合基础测量,高带宽(数百MHz至GHz)则用于高速数字或射频应用。

探头的负载效应

探头的负载效应是使用示波器时必须考虑的问题。当探头探测到被测电路后,它实际上成为了电路的一部分。探头的负载效应包括阻性负载、容性负载和感性负载。阻性负载相当于并联了一个电阻,对信号有分压作用,影响信号幅度和直流偏置。容性负载相当于并联了一个电容,对信号有滤波作用,影响信号的上升下降时间,影响传输延迟和带宽。感性负载则来源于探头地线的电感效应,可能与容性负载和阻性负载形成谐振,导致信号出现振铃。

为了减小负载效应,应选择高输入阻抗的探头。输入阻抗越大,输入电容越小,负载效应就越小。在测量时,应尽量选择衰减档,因为衰减档有电路补偿,保证测量的波形失真小,还原度高。

探头的校准与使用

探头的校准是使用示波器时必不可少的一步。除无衰减的探头(1:1)外,其他探头都需要校准。校准是探头首次与示波器使用时必须进行的操作,即使换不同的示波器测量时,也需要重新校准。

在测量时,应尽可能选择探头衰减档位,以预防高电压损坏示波器。测试晶振等高阻抗电路时,要选择探头衰减档位测量,因为衰减档位的阻抗很高,一般10:1的探头是10M,100:1的探头是100M。测试电路时,要确保探头的接地线接地可靠,特别是高压探头在没有高压时更要注意。接地线的接地位置也会影响测量精度。

探头的带宽也很重要,高频率的探头能兼容低频率的,但低频率不能测试的高频率。在选择探头时,尽量选择大于示波器的带宽。探头内部有电子元件,所以也有耐压参数,不可以超出耐压值,否则不但会损坏探头,还可能会直接损坏示波器。

探头在特殊测量中的应用

电流探头是示波器探头中的一种特殊类型,它允许用户在测量导线电流时无需拆开导线,因此是侵入性较小的技术。差分探头主要用于观测差分信号,差分信号是相互参考、而不是以地作为参考点的信号。普通的单端探头也可以测量差分信号,但得到的信号与实际信号相差很大,有可能出现地弹现象。此外,电源系统测试中经常要求测量两火或火零之间的相对压差,很多用户直接使用单端探头测量导致探头仪器被烧毁。这是因为达到或疏示波器的信号公共线与保护性地线相连接地。

探头的选择与注意事项

选择示波器探头时,需要考虑多个因素。带宽与上升时间是关键因素,探头的带宽需覆盖信号最高频率,建议为信号频率的3-5倍。例如,200MHz信号选600MHz以上探头。上升时间需满足 ( tprobe leq 0.35 / fmax )。阻抗匹配也很重要,高频测量需低输入电容(有源探头通常<1pF),避免信号失真。高阻抗探头(如10X)适合低频,低阻抗(50)适合高速信号。

衰减比的选择也需要注意,小信号(<10V):1X或10X(避免信噪比降

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