当你拿起一个示波器探头时，它看起来可能很简单，但它的内部却是一个精密的电路世界。我们可以将探头简化为一个R、L、C模型，这个模型由电阻、电感和电容组成，它们共同决定了探头的电气特性。
电阻R代表了探头的输入电阻，它是探头对信号衰减的主要因素。理想情况下，我们希望R无限大，这样探头就不会对被测电路产生影响。但实际上，R不可能做到无限大，因此探头会与被测电路产生分压，导致实测电压比实际电压小。为了减少这种影响，一般要求探头的输入电阻要大于被测电路的源电阻和负载电阻的10倍以上。常见的探头输入阻抗在几十K欧姆到几十兆欧姆之间。
电感L主要来源于探头导线的寄生电感。通常，1mm的探头地线就会有大约1nH的电感，信号和地线越长，电感值越大。电感和电容会组成一个谐振回路，当电感值太大时，在输入信号的激励下就有可能产生高频谐振，造成信号的失真。因此，在高频测试时，我们需要严格控制信号和地线的长度，避免产生振铃现象。
电容C是探头本身的输入电容，它不是刻意做进去的，而是探头的寄生电容。这个电容会衰减信号的高频成分，使信号的上升沿变缓。通常，高带宽的探头寄生电容都比较小。理想情况下，C应该为0，但实际上做不到。一般无源探头的输入电容在10pf至几百pf间，带宽高些的有源探头输入电容一般在0.2pf至几pf间。
示波器探头主要分为无源探头和有源探头两种类型。无源探头是最常见的一种，它通过串联电阻和电容来实现信号衰减和补偿。无源探头结构简单，通用性强，但带宽有限，且对高频信号衰减较大。
有源探头则是一种更复杂、更精密的探头，它内部集成了放大器和其他电路，能够将被测电路的信号放大后送入示波器。有源探头具有更高的输入阻抗，能够更好地与被测电路匹配，并减少对被测电路的影响。此外，有源探头还具有更高的带宽和更低的噪声，能够提供更准确和精细的测量结果。
当探头探测到被测电路后，它就成为了被测电路的一部分。探头的负载效应包括阻性负载、容性负载和感性负载三种。
阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻，对被测信号有分压的作用，影响被测信号的幅度和直流偏置。为了减少阻性负载的影响，一般推荐探头的电阻要大于被测源电阻的10倍以上，以维持小于10%的幅度误差。
容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容，对被测信号有滤波的作用，影响被测信号的上升下降时间，影响传输延迟，影响传输互连通道的带宽。为了减少容性负载的影响，一般推荐使用电容负载尽量小的探头，以减小对被测信号边沿的影响。
感性负载来源于探头地线的电感效应，这地线电感会与容性负载和阻性负载形成谐振，从而使显示的信号上出现振铃。为了减少感性负载的影响，一般推荐使用尽量短的地线，一般地线电感1nH/mm。
由于探头的R、L、C模型的存在，信号在通过探头时会发生衰减和失真。为了补偿这种失真，探头上通常会有一个可调补偿电容Ccomp。通过调整Ccomp，可以使探头的RC时间常数与示波器的RC时间常数匹配，从而实现频域补偿。
对于无源探头，一般通过调整Ccomp来补偿探头的容性负载。对于有源探头，由于其内部集成了放大器和其他电路，补偿方式会更加复杂，但原理相同。
示波器探头在电子测量中有着广泛的应用场景。不同的探头适用于不同的测量任务。
高阻无源探头结构简单，通用性强，适用于通用电路测量。有源单端探头小输入电容，精度高，适用于高阻抗、小信号测量。有源高压差分探头高CMRR，带宽高，适用于高速开关、功率器件VGS测量。光隔离探头电气完全隔离，抗共模干扰强，适用于SiC
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你有没有想过，那个小小的示波器探头，竟然隐藏着如此复杂的原理？它就像一把钥匙，打开了电子世界的大门，让我们得以窥见那些肉眼无法捕捉的信号奥秘。今天，就让我们一起揭开示波器探头原理图的神秘面纱，看看它是如何将微弱的电信号转化为我们能够理解的波形图。
当你拿起一个示波器探头时，它看起来可能很简单，但它的内部却是一个精密的电路世界。我们可以将探头简化为一个R、L、C模型，这个模型由电阻、电感和电容组成，它们共同决定了探头的电气特性。
电阻R代表了探头的输入电阻，它是探头对信号衰减的主要因素。理想情况下，我们希望R无限大，这样探头就不会对被测电路产生影响。但实际上，R不可能做到无限大，因此探头会与被测电路产生分压，导致实测电压比实际电压小。为了减少这种影响，一般要求探头的输入电阻要大于被测电路的源电阻和负载电阻的10倍以上。常见的探头输入阻抗在几十K欧姆到几十兆欧姆之间。
电感L主要来源于探头导线的寄生电感。通常，1mm的探头地线就会有大约1nH的电感，信号和地线越长，电感值越大。电感和电容会组成一个谐振回路，当电感值太大时，在输入信号的激励下就有可能产生高频谐振，造成信号的失真。因此，在高频测试时，我们需要严格控制信号和地线的长度，避免产生振铃现象。
电容C是探头本身的输入电容，它不是刻意做进去的，而是探头的寄生电容。这个电容会衰减信号的高频成分，使信号的上升沿变缓。通常，高带宽的探头寄生电容都比较小。理想情况下，C应该为0，但实际上做不到。一般无源探头的输入电容在10pf至几百pf间，带宽高些的有源探头输入电容一般在0.2pf至几pf间。
示波器探头主要分为无源探头和有源探头两种类型。无源探头是最常见的一种，它通过串联电阻和电容来实现信号衰减和补偿。无源探头结构简单，通用性强，但带宽有限，且对高频信号衰减较大。
有源探头则是一种更复杂、更精密的探头，它内部集成了放大器和其他电路，能够将被测电路的信号放大后送入示波器。有源探头具有更高的输入阻抗，能够更好地与被测电路匹配，并减少对被测电路的影响。此外，有源探头还具有更高的带宽和更低的噪声，能够提供更准确和精细的测量结果。
当探头探测到被测电路后，它就成为了被测电路的一部分。探头的负载效应包括阻性负载、容性负载和感性负载三种。
阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻，对被测信号有分压的作用，影响被测信号的幅度和直流偏置。为了减少阻性负载的影响，一般推荐探头的电阻要大于被测源电阻的10倍以上，以维持小于10%的幅度误差。
容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容，对被测信号有滤波的作用，影响被测信号的上升下降时间，影响传输延迟，影响传输互连通道的带宽。为了减少容性负载的影响，一般推荐使用电容负载尽量小的探头，以减小对被测信号边沿的影响。
感性负载来源于探头地线的电感效应，这地线电感会与容性负载和阻性负载形成谐振，从而使显示的信号上出现振铃。为了减少感性负载的影响，一般推荐使用尽量短的地线，一般地线电感1nH/mm。
由于探头的R、L、C模型的存在，信号在通过探头时会发生衰减和失真。为了补偿这种失真，探头上通常会有一个可调补偿电容Ccomp。通过调整Ccomp，可以使探头的RC时间常数与示波器的RC时间常数匹配，从而实现频域补偿。
对于无源探头，一般通过调整Ccomp来补偿探头的容性负载。对于有源探头，由于其内部集成了放大器和其他电路，补偿方式会更加复杂，但原理相同。
示波器探头在电子测量中有着广泛的应用场景。不同的探头适用于不同的测量任务。
高阻无源探头结构简单，通用性强，适用于通用电路测量。有源单端探头小输入电容，精度高，适用于高阻抗、小信号测量。有源高压差分探头高CMRR，带宽高，适用于高速开关、功率器件VGS测量。光隔离探头电气完全隔离，抗共模干扰强，适用于SiC
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