了解示波器探头,并不是任何探头都适用所有这些指标

示波器电流探头的相关指标介绍示波器电流探头是一种用于测量电路中电流值的仪器，它能够将电路中的电流信号转换为示波器能够显示的电压信号。

这种探头通常由感应环、步进补偿器、衰减电阻和输出端口等部分组成。

在使用示波器电流探头时，我们需要了解相关的指标以确保其能够满足测量需求。

1.带宽：带宽是指示波器电流探头可信度范围内的最高频率。

当电流的频率高于探头的带宽时，探头的输出信号会出现衰减和失真。

因此，带宽是一个非常重要的指标。

通常，带宽的标称值是指探头能够提供准确输出的频率范围。

2.输入电阻：输入电阻是指示波器电流探头对电流信号的负载能力，它决定了电路中电流的测量精度。

输入电阻越大，对电路产生的影响越小，测量结果越准确。

常见的示波器电流探头的输入电阻通常在几十到几千欧姆之间。

3.磁场抗干扰能力：示波器电流探头在测量电流时，通常会受到周围磁场的干扰。

磁场抗干扰能力是指探头对磁场的抗干扰能力，它影响着示波器电流探头的测量精度。

较好的示波器电流探头应该具有较高的磁场抗干扰能力，以保证测量结果的准确性。

4.隔离：示波器电流探头与示波器之间需要有一定的隔离，以保护仪器和操作人员的安全。

隔离通常通过传输电流信号的光纤或者磁性屏蔽来实现。

较好的示波器电流探头应该具有较高的隔离性能，以确保在测量中不会发生电源泄漏等问题。

5.准确度：准确度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的真实值之间的偏差程度。

准确度包括静态准确度和动态准确度两个方面。

静态准确度是指在稳态工作条件下的准确度，动态准确度是指在电流变化较快的瞬态工作条件下的准确度。

通常，准确度是示波器电流探头的重要指标之一，较好的示波器电流探头应该具有较高的准确度。

6.输出灵敏度：输出灵敏度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的变化关系。

输出灵敏度越高，表示探头能够感测到较小的电流变化。

常见的输出灵敏度有几个级别，如1mV/A、10mV/A等。

输出灵敏度需要根据具体的测量要求来确定。

示波器光照探头使用注意事项使用示波器探头时，需要注意以下几点：1.观察所有端子的额定数据：为避免火灾或触电的危险，应遵守产品上的所有额定值和标志。

连接产品前，请查阅产品手册，了解更多额定值信息。

不要施加超过任何端子最大额定值的电位。

2.使用正确的接地程序：探头通过示波器电源线的接地线间接接地。

为了避免触电的危险，地线必须接地。

在连接产品的输入或输出端子之前，请确保产品已正确接地。

不要试图使任何测试设备的电源线接地有缺陷。

仅将探头接地线接地。

将示波器与非专门设计和规定用于此类操作的接地隔离，或将接地线连接到接地以外的任何其他物品，可能会导致连接器、控制设备或示波器和探头的其他表面上出现危险电压。

3.探头与被测电路连接时，探头的接地端务必与被测电路的地线相联。

否则在悬浮状态下，示波器与其他设备或大地间的电位差可能导致触电或损坏示波器、探头或其他设备。

4.测量建立时间短的脉冲信号和高频信号时，请尽量将探头的接地导线与被测点的位置邻近。

接地导线过长，可能会引起振铃或过冲等波形失真。

5.为避免接地导线影响对高频信号的测试，建议使用探头的专用接地附件。

6.为避免测量误差，请务必在测量前对探头进行检验和校准。

7.对于高压测试，要使用专用高压探头，分清楚正负极后，确认连接无误才能通电开始测量。

8.对于两个测试点都不处于接地电位时，要进行“浮动”测量，也称差分测量，要使用专业的差分探头。

此外，还需要注意以下几点：1.对于专门为浮动示波器设计和规定的示波器（如泰克THS700系列电池供电的数字存储示波器），第二根线是公共线，不是地线。

在这种情况下，应遵守制造商规定的可连接的最大电压。

2.带宽问题：探头的带宽应与示波器的带宽相匹配。

如果探头的带宽不够，那么即使示波器的带宽很高，也无法获取准确的测试结果。

3.探头与被测电路连接时，应确保接触良好，避免造成测量误差。

4.在进行测试时，应遵循安全操作规程，避免对测试设备和人员造成伤害。

1、选择适当的探头
由于广泛的示波器测量应用和需求，市场上可供选择的示波器探头很多，因此探头选择过程很容易引起混淆。

为减少大量的混淆及缩小选择过程，应一直遵守示波器制造商的探头建议，这一点非常重要！因为不同的示波器是有不同的带宽、上升时间、灵敏度和输入阻抗。

充分利用示波器的测量功能要求探头要与示波器的设计相匹配。

2、根据测量需求选择
此外，探头选择过程应考虑测量需求。

您要测量哪些项目？是电压？电流？还是光信号？通过选择适合信号类型的探头，可以更快地获得直接测量结果。

3、根据信号幅度选择
另外，要考虑测量的信号幅度。

它们是否位于示波器的动态范围内？如果不是，必需选择可以调节动态范围的探头。

一般来说，这通过使用10X或更高的探头进行衰减来实现。

要保证探针上的带宽或上升时间应超过计划测量的信号频率或上升时间。

要记住，非正弦曲线信号具有重要的频率成分或谐波，其可能会在很大程度上超过信号的基频。

例如，为了测量包括100MHz方形波的第5个谐波，您需要探针上的带宽为500MHz的测量系统。

类似的，示波器系统的上升时间应该比计划测量的信号上升时间快3-5倍。

4、尽量选高电阻低电容探头
另外，应一直考虑示波器探头可能导致的信号负载。

尽量使用高电阻、低电容探头。

对大多数应用，带有20pF或更低电容的10M探头应为信号源负载提供充足的保证。

但是，对某些高速数字电路，您可能需要转向有源探头提供较低的电容。

如何正确选择和使用示波器探头摘要：电子产品日益复杂，市场对示波器的带宽和准确性提出更高要求。

这不是购买一台高档示波器就能解决的问题，还需搭配适合的探头和正确的测试方法。

本文从探头的原理出发，讲述如何正确选择和使用探头。

一、认识示波器探头被测信号不可能直接接入到示波器中，这就需要一个设备为测试点与示波器之间建立电气连接。

根据需求不同，这个设备可以是一个导线，也可能是较为复杂的电路。

这个负责勾连测试点与示波器的设备就是示波器探头。

所以示波器探头至关重要，没有探头示波器将无法进行测量。

图1上图为示波器探头测量时的示意图，从上图可知，示波器一般具有三个典型的部分，探头头部、探头电缆和探头补偿设备。

其中探头头部的作用是与测试点直接接触，从而与被测系统产生电气连接，最终获取到需要测量的信号。

探头电缆的作用则是使示波器和探头头部彼此不互相干涉，可以做到在不移动示波器的前提下，随意移动探头头部，使之可以方便的与测试点接触。

最后的探头补偿设备，主要是为了尽量消除探头电缆带来的负面影响，从一定程度上保持探头的测量准确性。

由探头的基本结构可知，探头是不可能被看为一个透明的设备，一定会有很多性能上的限制，比如探头电缆和补偿设备决定了探头的带宽，又比如探头中的器件尺寸也决定了探头的输入电压。

所以探头会有一些基本的参数。

在此归纳一下：1、衰减系数衰减系数，是所有探头都会有的一个参数，指的是探头使信号幅度下降的程度。

某些探头可能会有可选择的衰减系数。

典型的衰减系数有1×、10×和100×。

1×探头表示不会对信号进行衰减。

10×则表示信号会被衰减10倍再输入示波器。

1×、10×这些名称的由来，是因为之前的示波器没有自动识别探头衰减系数和自动调节的能力，所以需要通过1×、10×这些名称来提醒测试者记得要把测量出来的结果乘以相应的倍数。

2、带宽带宽也同样是一个探头必备的参数，指的是探头导致信号衰减-3dB情况下的频率点。

示波器探头的使用注意事项别看一个示波器探头很简单，其实还是很有讲究的。

以下是圈圈使用示波器探头的一点小经验，供大家使用时参考一下。

首先是带宽，这个通常会在探头上写明，多少MHz。

如果探头的带宽不够，示波器的带宽再高也是无用，瓶颈效应。

另外就是探头的阻抗匹配。

探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节。

通常在探头的靠近示波器一端有一个可调电容，有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容。

它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的。

如果阻抗不匹配的话，测量到的波形将会变形。

调节示波器探头阻抗匹配的方法如下：首先将示波器的输入选择打在GND上，然后调节Y轴位移旋钮使扫描线出现在示波器的中间。

检查这时的扫描线是否水平（即是否跟示波器的水平中线重合），如果不是，则需要调节水平平衡旋钮（通常模拟示波器有这个调节端子，在小孔中，需要用螺丝刀伸进去调节。

数字示波器不用调节）。

然后，再将示波器的输入选择打到直流耦合上，并将示波器探头接在示波器的测试信号输出端上（一般示波器都带有这输出端子，通常是1KHz的方波信号），然后调节扫描时间旋钮，使波形能够显示2个周期左右。

调节Y轴增益旋钮，使波形的峰-峰值在1/2屏幕宽度左右。

然后观察方波的上、下两边，看是否水平。

如果出现过冲、倾斜等现象，则说明需要调节探头上的匹配电容。

用小螺丝刀调节之，直到上下两边的波形都水平，没有过冲为止。

当然，可能由于示波器探头质量的问题，可能调不到完全无失真的效果，这时只能调到最佳效果了。

另外就是示波器上还有一个选择量程的小开关：X10和X1。

当选择X1档时，信号是没经衰减进入示波器的。

而选择X10档时，信号是经过衰减到1/10再到示波器的。

因此，当使用示波器的X10档时，应该将示波器上的读数扩大10倍（有些示波器，在示波器端可选择X10档，以配合探头使用，这样在示波器端也设置为X10档后，直接读数即可）。

当我们要测量较高电压时，就可以利用探头的X10档功能，将较高电压衰减后进入示波器。

示波器探头的类型示波器探头是电子工程师在实际工作中最常用的工具之一。

探头的作用是将电路中的信号转换成示波器可接受的信号，这样工程师可以观察电路中的信号波形，分析电路的性能，并进一步优化电路设计。

本文将介绍示波器探头的类型，以便读者在选择和使用探头时能够更加得心应手。

被动探头被动探头是最常见的一种示波器探头，它主要由一个测量针和一个保护壳组成。

被动探头的测量针可以插入电路中，对信号进行测量，并将测量结果发送给示波器。

这种探头的主要特点是信号转换过程中不需要外部电源或电池，所以可以减少电路中的干扰。

被动探头还有一些不同的类型，包括：直接接地探头直接接地探头的测量针接地，这个接地位置是基准位置或者是地线。

示波器会将这个位置作为参照，进一步测量其他信号的变化。

这种探头常用于测试简单电路，如直流电源或低频信号。

非直接接地探头非直接接地探头的测量针与地无关，它仅测量电路中的信号并将其传递给示波器。

这种探头适用于测量高压或高频信号。

高压探头高压探头可以测量高电压信号，一般用于测试高压直流电源或HVAC电路。

这种探头的特点是绝缘性好，防止电击。

主动探头主动探头需要一定的电源或电池驱动。

这种探头的主要优点是可以缓存测量数据，提高示波器测量的分辨率，进而更好地分析信号波形。

下面介绍两种常用的主动探头。

高阻探头高阻探头的内部电路由保护电路、缓存器和前置放大器组成。

由于内部电路的特殊设计，高阻探头阻值很大，接在电路中不会对电路造成“负担”，可以减少电路本身的误差。

差分探头差分探头有两个测量针，它可以同时测量两个信号，并计算这两个信号的差值。

差分探头的主要应用是测量噪音或干扰信号。

由于计算的是信号差，这种探头可以减少瞬时噪音，提高测量精度。

总结本文介绍了示波器探头的常见类型。

被动探头通常适用于简单电路或低频信号，而主动探头则可以提供更好的测量精度和分辨率。

在使用探头时，应根据电路的类型和要求选择合适的探头，以充分利用示波器的功能，优化电路性能。

应用指南是德科技选择示波器探头时常犯的 6 个错误引言大部分工程师都低估了探头的重要性。

没有探头，示波器就发挥不了任何作用。

探头使您能够观察被测设备（DUT）当前的状况。

目前市场上可以选择的探头有几百种，但为您的特定测量选择合适的探头以便获得准确的观测结果至关重要。

许多工程师认为示波器标配的无源探头已经足够好，但事实并不是这样。

如果您的应用使用了错误的示波器探头，那么就有可能遗漏重要事件，得到错误的测量结果。

使用何种探测方法，对您在屏幕上看到的测量结果的准确性有很大影响。

在进行测量之前，您应该主动了解其他工程师过去出现的错误，从中吸取经验教训：第 1 个错误：不了解关键技术指标如果您不知道应该关注示波器探头的哪些关键技术指标，那么就不可能确定自己的需求。

技术资料通常包含大量数字列表。

哪些才是您需要关注的？人们最熟悉的技术指标就是带宽。

探头的带宽范围从直流一直到大约 30 GHz。

对带宽的一个常见误解是以为带宽越大，可以看到的数据就越多。

但事实并非总是如此。

随着带宽的增加，许多关键技术指标都会发生变化，它们也是需要考虑的重要因素。

图 2. 不断提高的带宽如何影响其他关键技术指标。

噪声在各个频率之间均匀分布。

这意味着探头带宽越高，引入的频率越多，进入信号的噪声也越多。

为了防止发生这种情况，您应该根据下一节中介绍的计算方法，只使用需要的带宽。

而且，还需要借助更专业化的探头来测量更高频率。

当然，这需要加大开发力度，才能为敏感元件创造出如此专业化但成本较高的产品。

使用带宽超过需求的探头可能会带来额外的成本、工作量和噪声，这些要素可能会大大地影响您的测量结果。

各类探头都有优点和缺点，对于您所进行的特定测试，您需要选择更合适的探头。

充分理解关键技术指标，理解其对您的意义，将使探头选型变得更加容易。

我们认为，与其查看技术资料中那些冗长的技术指标列表，不如研究文档其余部分更重要。

第 2 个错误：选择的探头带宽不合适如果使用的探头带宽不正确，那么您可能会遗失信号细节，或者为系统引入不必要的噪声。

示波器探头基础系列之五——示波器探头使用指南美国力科公司概述：本文旨在帮助读者对常用的示波器探头建立一个基本认识。

此外，我们通过一系列的例子说明探头的不正确使用如何影响测量的结果。

理解探测问题注意!连接示波器和待测物会给被测波形带来失真。

示波器上应该贴上上面类似的警告标签吗？或许是的。

示波器同其它测量仪器一样，受制于各种测量问题——显然，示波器和待测物的连接会影响到测量，使用者理解这样的影响是非常重要的。

随着示波器技术的发展，连接示波器和待测物的工具和技术已经变得非常成熟。

早期的示波器，测量带宽只有几百KHz数量级，常使用电缆连接电路。

现代示波器使用各种连接技术以最小化测量误差。

使用者应该熟悉示波器本身以及示波器连接电路的各种方法的特性和限制。

考虑示波器连接待测电路的方式如何影响测量，待测电路可以等效为包含内置电阻和电容的戴维宁等效电压源。

同样，示波器输入电路和连接部分可以被等效为负载电阻和旁路电容。

该模型如图1所示。

当示波器连接信号源时，示波器的负载效应会减小测量到的电压。

低频的损耗取决于电阻比率Rs和Ro。

对于高频时的损耗，Cs和Co成了主要因素。

另外一个影响是系统带宽由于示波器的容性负载而变小，这也会影响到动态时间量的测量，如脉冲上升时间Risetime。

图1 包括信号源和示波器的简单测量模型示波器的设计者需要从两个方面入手来减少负载效应的影响:a．高阻探头，利用有源和无源电路来减少负载效应，这些电路包括补偿衰减器或者低容值场效应晶体管缓冲放大器。

b．对于高频应用的直接连接，示波器的输入电路采用50ohm的内部端接。

在这些场合，示波器输入电路被设计成常数的50ohm负载阻抗。

低电容的探头被设计为50ohm端接来减少负载效应。

如何选择合适的探头通常，探头可以被分成三大类。

1、无源高阻探头；2、无源低阻探头；3、有源探头。

针对特定应用选择特定探头，这些探头的优点和缺点都需要被仔细考虑。

表1给出了三种探头以及它们适合的频响范围和输入电压。

一、数字示波器的主要性能指标在选择数字示波器时，我们主要考虑其是否能够真实地显示被测信号，即显示信号与被测信号的一致性。

数字示波器的性能很大程度上影响到其实现信号完整性的能力，下面根据其主要性能指标进行详细分析。

示波器最主要的技术指标是带宽、采样率和存储深度1、带宽如图1所示，数字示波器带宽指输入不同频率的等幅正弦波信号，当输出波形的幅度随频率变化下降到实际幅度的70.7％时的频率值（即f-3dB）。

带宽决定了数字示波器对信号的基本测量能力。

随着信号频率的增加，数字示波器对信号的准确显示能力下降。

实际测试中我们会发现，当被测信号的频率与数字示波器带宽相近时，数字示波器将无法分辨信号的高频变化，显示信号出现失真。

例如：频率为100MHz、电压幅度为1V的信号用带宽为100MHz的数字示波器测试，其显示的电压只有0.7V左右。

图2为同一阶跃信号用带宽分别为4GHz、1.5GHz和300MHz的数字示波器测量所得的结果。

从图中可以看出，数字示波器的带宽越高，信号的上升沿越陡，显示的高频分量成分越多，再现的信号越准确。

实际应用中考虑到价格因素（数字示波器带宽越高价格越贵），经过实践经验的积累，我们发现只要数字示波器带宽为被测信号最高频率的3-5倍，即可获得±3%到±2%的精度，满足一般的测试需求。

示波器所能准确测量的频率范围，大家都遵循测量的五倍法则：示波器所需带宽=被测信号的最高信号频率*5，使用五倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过＋/－2%，对大多的操作来说已经足够。

2、采样率，指数字示波器对信号采样的频率，表示为样点数每秒（S/s）。

示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和事件丢失的概率就越小，信号重建时也就越真实。

根据奈奎斯特定理，采样速率要大于等于2倍的被测信号频率，才能不失真地还原原始信号。

但这个定理的前提是基于无限长的时间和连续的信号，在实际测试中，数字示波器的技术无法满足此条件。