示波器探头原理及种类

示波器电流探头原理
示波器电流探头是一种用于测量电流的仪器，它通过将电流
信号转换为电压信号，并将其输入示波器进行显示和分析。

其
工作原理主要包括磁性、电阻性和电感性三种类型。

1.磁性电流探头原理：磁性电流探头利用安培定律，通过电
流在导线周围产生的磁场感应来测量电流。

当电流通过被测导
线时，磁性电流探头放置在导线周围，探头内部的磁芯感应到
磁场并产生感应电势，该电势与电流成正比。

感应电势经由传
感器传递到示波器上，经过放大和滤波后，示波器上显示出与
原始电流信号相关的波形。

2.电阻性电流探头原理：电阻性电流探头采用电流感应原理，通过导线内部的电阻产生的电势差来测量电流。

探头内部包含
一个电阻元件，当电流通过被测导线时，一部分电流会通过探
头内的电阻元件，产生电势差。

电势差将被放大并传递到示波
器上，示波器通过计算电势差和电阻之间的关系来确定电流大小。

3.电感性电流探头原理：电感性电流探头利用电流在线圈内
引起的感应电势来测量电流。

探头内部包含一个线圈，当电流
通过被测导线时，线圈内部会产生磁场，导线中的电流和线圈
中的磁场之间会相互作用，从而在线圈两端产生感应电势。

该
感应电势经由传感器传递到示波器上，并经过放大和滤波处理后，示波器上显示出与原始电流信号相关的波形。

总之，示波器电流探头通过不同的原理将电流信号转换为电压信号，从而在示波器上显示出电流的波形。

这种测量方法广泛应用于电子电路测试、电力系统分析和工业自动化等领域。

ScopeArt先生”团队成员示波器探头是示波器使用过程中不可或缺的一部分，它主要是作为承载信号传输的链路，将待测信号完整可靠的传输至示波器，以进一步进行测量分析。

很多工程师很看重示波器的选择，却容易忽略对示波器探头的甄别。

试想如果信号经过前端探头就已经失真，那再完美的示波器所测得的数据也会有误。

所以正确了解探头性能，有效规避探头使用误区对我们日常使用示波器来说至关重要！1对于DCL，寄图1探头等。

?图2 无源探头示意图无源探头一般使用通用型BNC接口与示波器相连，所以大多数厂家的无源探头可以在不同品牌的示波器上通用（某些厂家特殊接口标准的探头除外），但由于示波器一般无法自动识别其他品牌的探头类型，所以此时需要手动在示波器上设置探头衰减比，以保证示波器在测量时正确补偿探头带来的信号衰减。

图3所示为日常最为常见的一类无源探头原理示意图，它由输入阻抗Rprobe、寄生电容Cprobe、传输导线（一般1至1.5米左右）、可调补偿电容Ccomp组成。

此类无源探头一般输入阻抗为10M?，衰减比因子为10：1。

?图3Vscope衰减因子?图4 R&S RT-ZH10高压探头还有一类无源探头，其衰减比为1：1，信号未经衰减直接经过探头传输至示波器，其耐压能力不及其它无源探头，但它具备测试小信号的优势。

由于不像10：1 衰减比探头那样信号需要示波器再放大10倍显示，所以示波器内部噪声未放大，测量噪声更小，此类更适用于测试小信号或电源纹波噪声。

图5 R&S HZ-154 1:1/10:1可调衰减比无源探头无源传输线探头是另一类特殊的无源探头，其特点是输入阻抗相对较低，一般为几百欧姆，支持带图650??图需要注意的是，由于传输线探头的低阻抗，它的负载效应会比较明显。

因此，此类探头仅适用于与低输出阻抗（几十至100欧姆）的电路测试。

对于更高输出阻抗的电路，我们可以选择使用高阻有源探头的方案，将在后续详述。

示波器高压探头原理
示波器高压探头是一种常见的电子测量仪器，用于测量高压电路中的电压信号。

它的工作原理主要包括信号采集部分、信号传输部分和信号处理部分。

示波器高压探头的信号采集部分通常由电容、限流电阻和电阻组成。

其中，电容作为信号的采集元件，能够将高压信号转化为电流信号；限流电阻能够限制电流的流动，保护示波器高压探头不被过大的电流损坏；电阻用于与信号接地，形成信号回路。

信号采集部分与示波器主机相连，通过信号传输部分将采集到的信号传输给示波器主机进行处理。

信号传输部分主要由特殊材料制成的电缆组成，该电缆能够承受高压电场的作用，同时能够将采集到的信号准确地传输到示波器主机。

在传输过程中，需要注意信号传输的阻抗匹配，确保信号的准确传输。

信号处理部分是示波器高压探头的核心部分，它有助于处理采集到的信号，使其能够在示波器屏幕上显示出来。

信号处理部分主要包括信号放大、滤波和保护等功能。

示波器高压探头将采集到的小电流信号转化为示波器能够处理的较大电压信号，以便在示波器屏幕上显示出来。

同时，示波器高压探头还能够对信号进行滤波，去除掉一些噪声，使得信号更加清晰。

另外，为了保护示波器高压探头和示波器主机，通常会在信号处理部分添加过压保护电路。

通过上述工作原理，示波器高压探头能够准确地采集高压电路中的电压信号，并
将其传输给示波器主机进行处理和显示。

示波器高压探头广泛应用于电力系统、电子设备、通讯系统等领域，为工程师和技术人员提供了便捷和可靠的电压测量手段。

示波器探头1. 简介示波器探头（也称为测量探头）是示波器电子设备中的一个重要组成部分，用于连接被测电路和示波器，将电路上的信号转换为示波器可以显示和分析的电压波形。

探头的设计与性能直接影响着示波器的测量准确性和灵敏度。

本文将介绍示波器探头的基本原理、结构和使用方法，并介绍一些常见的示波器探头类型及其特点。

2. 基本原理示波器探头的基本原理是通过在被测电路上插入一个高阻抗的输入电路，将电路上的信号采集到探头中，并通过电缆传输到示波器输入端。

探头在信号采集过程中应尽量不改变被测电路的特性，避免对被测电路造成影响。

为了满足高阻抗和低串扰的要求，示波器探头通常采用共模抑制和差模传输技术。

共模抑制可以抑制干扰信号对被测信号的影响，而差模传输可以将两个相等但反向的信号进行差分处理，提高信号的传输质量。

3. 结构和类型示波器探头的结构通常包括探头头部、探头主体和连接线。

探头头部是用于与被测电路接触的部分，需要具有良好的接触性能和适配不同电路的能力。

探头主体包含信号采集电路和阻抗转换电路，用于将被测信号转换为示波器可以接收的电压波形。

连接线负责将采集到的信号传输到示波器输入端。

根据不同的应用场景和测量需求，示波器探头可以分为以下几种常见类型：3.1 被动探头被动探头是最常用的示波器探头类型之一，也是最基本的探头类型。

它采用被动元件（如电阻、电容和电感等）作为信号采集电路，主要用于测量幅值较小的低频信号。

被动探头具有简单、易用和低成本的特点，但在高频和大幅值信号测量时，性能可能会受到限制。

3.2 主动探头主动探头是专门用于测量高频和大幅值信号的示波器探头。

它通过在探头主体中增加放大器电路，将被测信号放大后再传输到示波器输入端。

主动探头具有较高的输入阻抗和增益，可以在保持信号完整性的同时提高测量精度和灵敏度。

3.3 差分探头差分探头是用于测量差分信号的示波器探头。

它通常由两个采样通道和一个差分放大器组成，将两个信号进行差分放大后传输到示波器输入端。

示波器常用的探头有哪些（电压、电流、逻辑、差分详解）示波器探头种类比较多，那么常用示波器探头种类有哪些？示波器探头的种类大体上可以分为电压、电流、逻辑等几大类，如下图所示：1 无源电压探头1.1 无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。

探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。

无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。

1.2 高阻无源电压探头从实际需要出发，使用最多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。

无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1，10和100。

在这些无源探头中，10无源电压探头是最常用的探头。

对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用，1探头可能要比较适合，甚至是必不可少的。

在低幅度和中等幅度信号混合（几十毫伏到几十伏）的应用中，可切换1/10探头要方便得多。

但是，可切换1/10探头在本质上是一个产品中的两个不同探头，不仅其衰减系数不同，而且其带宽、上升时间和阻抗（R和C）特点也不同。

因此，这些探头不能与示波器的输入完全匹配，不能提供标准10探头实现的最优性能。

1.3 低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。

而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。

这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）。

1.4 无源高压探头高压是相对的概念。

从探头角度看，我们可以把高压定义为超过典型的通用10无源探头可以安全处理的电压的任何电压。

高压探头要求具有良好的绝缘强度，保证使用者和示波。

你必须要了解的常见示波器电流探头的分类及原理！
电流探头的应用十分广泛，其基本原理是流经导线的电流会在周围产生磁场，电流探头把磁场转化成相应的电压信号，通过和示波器配合，观察对应的电流波形。

广泛应用于开关电源、马达驱动器、电子整流计、LED照明、新能源等领域。

本文将讲述常见的电流探头的分类、原理及重要技术指标，并通过实例分析了解探头之间的差别，希望能对大家有所帮助。

 电流探头的分类和原理
 目前示波器上的电流探头基本分成两类：即AC电流探头和AC/DC电流探头，AC电流探头常见的是无源探头，成本低，但不能处理直流分量；
AC/DC电流探头通常是有源探头，分为低频探头和高频探头，低频探头常见的带宽在几百KHz以下，高频探头带宽一般在几MHz以上。

 AC电流探头
 AC电流探头有无源的，也有有源的。

 常见的无源AC探头，比如说电流环，其基本原理如图1，电流探头前端有一个磁环，磁环上绕有线圈，使用时这个磁环套在被测的供电线上。

由于电流流过电线所产生的磁场就被这个磁环收集到，磁通量和电线上流过的电流成正比，磁环上的线圈产生相应比例关系的电流，经后级匹配电路转换成相应比例关系的电压。

无源AC探头的缺点是不能测量直流型号，且低频截止点通常在100Hz以上，优点是成本低。

无源AC探头根据嵌头结构可分为分芯和实芯的两种。

分芯的嵌口可手动张开和关闭，优点是探头能够方便地卡到测量电流的导线上，在测量完成时，钳口可以打开，探头可以移到其它导线上；缺点是高频响应速度比较慢。

实芯AC无源探头的优点是响应速度比较快，高频带宽达到ns级别，甚至更高；缺点是被测电流一般比较小，通。

有关示波器探头的使用介绍什么是示波器探头示波器探头是一种用于测量电子设备和电路的工具。

它可以将电路上的信号引出，放大并转化为示波器可读取的信号。

使用示波器探头可以非常方便地查看电路中的电压、电流和频率等参数，为工程师的电路设计和故障排查提供了关键性的帮助。

示波器探头的种类被动探头被动探头是最常见的示波器探头，由一个尖锐的金属探针和一条导线组成。

被动探头的工作原理是通过探针接触电路上的信号点，将信号引入示波器中。

由于被动探头没有功率放大功能，因此它不会对电路的电性能造成负面影响。

被动探头适用于大多数普通的测量工作，其带宽范围通常在100MHz以下，可以满足大多数基本电路设计和维护所需的测量需求。

高阻探头高阻探头是一种比较特殊的示波器探头，通常用于测量高电阻的电路。

它采用了高阻电路设计，可以确保在测量高电阻电路时不会对电路产生负面影响。

高阻探头的带宽范围通常在几十MHz以下，适用于需要测量高电阻电路的测量工作。

差分探头差分探头适用于测量差分信号，它由两个探针组成，能够同时测量两个信号并将其相减。

差分探头采用了特殊的设计以便保持双向电路的平衡，同时消除来自电源线和环境干扰产生的噪音。

差分探头主要用于测量信号源之间的差异，特别适用于对高精度、低噪声的测量需求。

当前探头当前探头适用于测量电路中的电流，通常由夹子和测量头两部分组成。

电流探头通过夹住电路中的线圈来测量电流。

当前探头通常用于测量高电流电路中的电流，其带宽通常在几十MHz以下，但它的测量精度非常高。

示波器探头的使用技巧示波器探头在使用过程中需要注意一些技巧，以确保测量结果的准确性：1.确保探头正确接地。

示波器的地线一定要接到被测电路的地线上才能进行准确的测量。

2.确认探头接触点。

要确保探头与被测点接触良好，避免探针和接触点之间出现接触干扰。

3.确认测量范围。

在测量之前，要确定要测量的电压范围和频率范围，选择合适的探头才能够测量出精确的结果。

4.选择合适的探头。

示波器探头原理及种类（1）任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。

大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。

实际上探头是介于被测信号和示波器之间的中间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么示波器做的再好也没有用。

实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以外，还要保证至少和示波器一样的带宽，难度要大得多。

因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。

要选择合适的探头，首要的一点是要了解探头对测试的影响，这其中包括2部分的含义：1/探头对被测电路的影响；2/探头造成的信号失真。

理想的探头应该是对被测电路没有任何影响，同时对信号没有任何失真的。

遗憾的是，没有真正的探头能同时满足这两个条件，通常都需要在这两个参数间做一些折衷。

为了考量探头对测量的影响，我们通常可以把探头模型简单等效为一个R、L、C 的模型，把这个模型和我们的被测电路放在一起分析。

首先，探头本身有输入电阻。

和万用表测电压的原理一样，为了尽可能减少对被测电路的影响，要求探头本身的输入电阻Rprobe要尽可能大。

但由于Rprobe不可能做到无穷大，所以就会和被测电路产生分压，实际测到的电压可能不是探头点上之前的真实电压，这在一些电源或放大器电路的测试中会经常遇到。

为了避免探头电阻负载造成的影响，一般要求Rprobe要大于Rsource和Rload的10倍以上。

大部分探头的输入阻抗在几十k欧姆到几十兆欧姆间。

其次，探头本身有输入电容。

这个电容不是刻意做进去的，而是探头的寄生电容。

这个寄生电容也是影响探头带宽的最重要因素，因为这个电容会衰减高频成分，把信号的上升沿变缓。

通常高带宽的探头寄生电容都比较小。

示波器探头的分类
示波器探头根据其用途和测量方式的不同，可以分为以下几类：
1. 电压探头：用于测量电路中的电压波形。

常见的电压探头有被动电压探头和主动电压探头两种。

被动电压探头通过被测电路产生的电压信号来测量，常用于低频和中频信号的测量；主动电压探头则内置放大器，可以对高频和微弱信号进行放大和处理。

2. 环流探头：用于测量电路中的电流信号，常用于测量交流电路中的电流波形以及功率的测量。

环流探头可以通过感应原理或者通过测量电阻压降来测量电流。

3. 逻辑分析探头：用于测量数字电路中的逻辑信号。

逻辑分析探头通常具有多个接触点，可以同时测量多个信号，用于解码和分析数字信号的波形。

4. 高频探头：用于测量高频信号的波形，常用于无线通信、雷达、微波等高频电路的测量。

高频探头通常具有宽频带、低损耗以及匹配特性。

5. 差分探头：用于测量差分信号的波形，常用于测量差分信号放大电路、差分接收器等。

需要根据测量的具体需求选择适合的探头，不同类型的探头适用于不同的测量场景。

示波器探头的原理示波器探头是用于连接被测电路和示波仪，用于测量电压信号波形的一种电子设备。

它的主要原理是通过探头将待测电压转换为能够被示波器读取和显示的信号。

示波器探头主要由探头体、接地线、探头标尺、衰减器和校准器等组成。

探头体一端连接被测电路，另一端插入示波器的输入端口。

探头体内部是一个高频电路，能够通过电容或电阻的变化将电路输出信号转换为示波器可以接收的合适的电压范围。

接地线将被测电路的地与示波器接地点相连，以确保测量的准确性。

探头标尺上刻有不同电压系数的标度，用于测量不同幅值的信号。

衰减器和校准器用于调整和校准接入信号的幅度。

示波器探头的工作原理有两种常见的方式，即电容分压和电阻分压。

电容分压是指通过探头内部的电容将被测电压分压为示波器可以接收的范围内的电压。

探头内部的电容和被测电路之间形成一个电压分压比，通过调节探头标尺上的放大倍数，可以在示波器屏幕上正确显示被测电压的波形。

电阻分压是指通过探头内部的电阻将被测电压按照一定比例分压为示波器可以接收的电压。

探头内部的电阻和被测电路之间形成一个电压分压比，通过调节探头标尺上的放大倍数，从而改变分压比。

这种方式主要适用于低频信号的测量。

示波器探头还有一些其他的技术参数，如频率响应、带宽、输入阻抗和负载容量等。

频率响应是指探头的输出信号与输入信号的频率之间的关系。

带宽是指探头能够准确测量的频率范围。

输入阻抗是指探头的输入端口对被测电路的负载影响。

负载容量是指探头输入端口的电容大小，它影响了探头对高频信号的响应能力。

在使用示波器探头时，需要根据被测电路的特性和测量要求选择合适的探头类型和参数。

一般来说，测量低频信号可以选择频率响应和带宽较低的电容分压型探头；而对于高频信号的测量，则需要选择带宽和频率响应较高的探头。

总结起来，示波器探头通过电容分压或电阻分压的原理将被测电压信号转换为示波器可以显示的合适的电压范围。

它是一种重要的测量工具，能够准确地显示电路中的电压信号波形，帮助工程师进行电路调试和故障排查。

数字示波器探头原理、种类及作用方法任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。

大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。

实际上探头是介于被测信号和示波器之间的中间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么示波器做的再好也没有用。

实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以外，还要保证至少和示波器一样的带宽，难度要大得多。

因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。

一、探头原理示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。

探头有很多种类型号各有其没的特性，以适应各种不同的专门工作的击破要，其中一类称为有源探头，探头内包含有源电子元件可以提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。

这种探头通常对输入信号进行衰减。

二、探头种类2.1 无源电压探头2.1.1 无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。

探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。

无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。

2.1.2 高阻无源电压探头从实际需要出发，使用最多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。

2.1.3 低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。

而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。

这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）。

示波器探头原理示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围，使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路，如下图：图1 示波器探头的作用探头的选择和使用需要考虑如下两个方面：其一：因为探头有负载效应，探头会直接影响被测信号和被测电路；其二：探头是整个示波器测量系统的一部分，会直接影响仪器的信号保真度和测试结果一、探头的负载效应当探头探测到被测电路后，探头成为了被测电路的一部分。

探头的负载效应包括下面3部分：1. 阻性负载效应；2. 容性负载效应；3. 感性负载效应。

图2 探头的负载效应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。

有时，加上探头时，有故障的电路可能变得正常了。

一般推荐探头的电阻R>10倍被测源电阻，以维持小于10%的幅度误差。

图3 探头的阻性负载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。

有时，加上探头时，有故障的电路变得正常了，这个电容效应起到了关键的作用。

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。

图4 探头的容性负载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。

如果显示的信号上出现明显的振铃，需要检查确认是被测信号的真实特征还是由于接地线引起的振铃，检查确认的方法是使用尽量短的接地线。

一般推荐使用尽量短的地线，一般地线电感=1nH/mm。

图5 探头的感性负载二、探头的类型示波器探头大的方面可以分为：无源探头和有源探头两大类。

无源有源顾名思义就是需不需要给探头供电。

无源探头细分如下：1. 低阻电阻分压探头；2. 带补偿的高阻无源探头（最常用的无源探头）；3. 高压探头有源探头细分如下：1. 单端有源探头；2. 差分探头；3. 电流探头最常用的高阻无源探头和有源探头简单对比如下：表1 有源探头和无源探头对比低阻电阻分压探头具备较低的电容负载（<1pf)，较高的带宽（>1.5GHz），较低的价格，但是电阻负载非常大，一般只有500ohm或1Kohm，所以只适合测试低源阻抗的电路，或只关注时间参数测试的电路。

设计手记：示波器探头原理及种类详解
任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。

大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。

实际上探头是介于被测信号和示波器之间的中间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么示波器做的再好也没有用。

实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以外，还要保证至少和示波器一样的带宽，难度要大得多。

因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。

要选择合适的探头，首要的一点是要了解探头对测试的影响，这其中包括2部分的含义：1/探头对被测电路的影响；2/探头造成的信号失真。

理想的
探头应该是对被测电路没有任何影响，同时对信号没有任何失真的。

遗憾的是，没有真正的探头能同时满足这两个条件，通常都需要在这两个参数间做一些折衷。

为了考量探头对测量的影响，我们通常可以把探头模型简单等效为一个R、L、C的模型，把这个模型和我们的被测电路放在一起分析。

首先，探头本身有输入电阻。

和万用表测电压的原理一样，为了尽可能减少对被测电路的影响，要求探头本身的输入电阻Rprobe要尽可能大。

但由
于Rprobe不可能做到无穷大，所以就会和被测电路产生分压，实际测到的电
压可能不是探头点上之前的真实电压，这在一些电源或放大器电路的测试中会。

示波器电压探头原理示波器是一种用于测量电信号波形的仪器，而电压探头是示波器的重要组成部分。

电压探头的作用是将被测电路的电压转换为示波器可以测量的电压信号，并保持信号的准确性和稳定性。

本文将介绍示波器电压探头的原理及其工作方式。

一、电压探头的基本原理电压探头的基本原理是利用高阻抗输入电路来测量电路中的电压信号。

通常情况下，电压探头由一个内部电阻和一个电容组成。

电阻用于限制电流的流动，电容则用于对电压进行滤波。

当电压探头连接到被测电路上时，内部电阻和电容将与被测电路并联。

由于电压探头的输入阻抗很高，可以忽略不计，因此它不会对被测电路造成影响。

同时，电容的作用是对电压信号进行滤波，以提供稳定的测量结果。

二、电压探头的工作方式电压探头的工作方式可以分为两个步骤：信号传递和信号调节。

1. 信号传递在信号传递过程中，电压探头将被测电路的电压信号传递给示波器。

当电压探头连接到被测电路上时，探头的输入端将接收到电压信号。

由于电压探头的高阻抗输入电路，这个过程基本上是无损的，不会对被测电路造成影响。

2. 信号调节在信号传递到示波器之前，电压探头会对信号进行调节以适应示波器的测量范围。

这通常涉及到放大和衰减两个过程。

放大是指将被测电路的电压信号放大到示波器可以测量的范围内。

放大过程通常由探头内部的放大器完成。

放大器可以将电压信号放大几十倍或几百倍，以便更好地显示在示波器屏幕上。

衰减是指将被测电路的电压信号降低到示波器可以接受的范围内。

衰减过程通常由探头内部的电阻网络完成。

电阻网络可以根据示波器的测量范围选择不同的衰减系数，以保证测量的准确性和稳定性。

三、电压探头的使用注意事项在使用电压探头时，需要注意以下几点：1. 阻抗匹配：要确保电压探头的输入阻抗与示波器的输入阻抗匹配，以保证测量的准确性。

一般情况下，示波器的输入阻抗是固定的，而电压探头的输入阻抗可以通过选择不同的探头进行调整。

2. 频率响应：电压探头的频率响应是指在不同频率下的响应能力。

示波器探头原理及种类（1）任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压 信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的 主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。

大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。

实际上探头 是介于被测信号和示波器之间的中间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么 示波器做的再好也没有用。

实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部 可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以 外，还要保证至少和示波器一样的带宽，难度要大得多。

因此最早高带宽的实时示 波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。

要选择合适的探头，首要的一点是要了解探头对测试的影响，这其中包括 2 部分的含义：1/探头对被测电路的影响；2/探头造成的信号失真。

理想的探头应该 是对被测电路没有任何影响，同时对信号没有任何失真的。

遗憾的是，没有真正的 探头能同时满足这两个条件，通常都需要在这两个参数间做一些折衷。

为了考量探头对测量的影响，我们通常可以把探头模型简单等效为一个 R、 L、C 的模型，把这个模型和我们的被测电路放在一起分析。

首先，探头本身有输入电阻。

和万用表测电压的原理一样，为了尽可能减少 对被测电路的影响，要求探头本身的输入电阻 Rprobe 要尽可能大。

但由于 Rprobe 不可能做到无穷大，所以就会和被测电路产生分压，实际测到的电压可能不是探头 点上之前的真实电压，这在一些电源或放大器电路的测试中会经常遇到。

为了避免 探头电阻负载造成的影响，一般要求 Rprobe 要大于 Rsource 和 Rload 的 10 倍以上。

大部分探头的输入阻抗在几十 k 欧姆到几十兆欧姆间。

其次，探头本身有输入电容。

这个电容不是刻意做进去的，而是探头的寄生 电容。

这个寄生电容也是影响探头带宽的最重要因素，因为这个电容会衰减高频成 分，把信号的上升沿变缓。

示波器探头工作原理
示波器探头是一种测量电信号的工具，通过将探头连接到示波器上，可以观察并测量信号的波形和特征。

探头的工作原理基于电磁感应和电阻分压原理。

它通常由两部分组成：信号引线和插头。

信号引线是连接探头和被测信号源的部分，一端连接探头插头，另一端连接被测信号的接入点。

引线通常由绝缘材料包裹的导体组成，以防止信号波形受到外界干扰。

插头是探头的连接接口，用于将探头与示波器相连。

插头一般由金属制成，确保良好的电气接触和传输质量。

当信号通过探头时，信号引线会感应到电磁场，并在引线上产生感应电动势。

这个电动势可以通过回路中的电阻进行分压，从而减小信号的幅度，以防止损坏示波器。

在测量过程中，示波器会根据该分压信号计算出原始信号的幅度值，并将其显示在屏幕上。

探头还需要考虑相位延迟。

由于探头本身的电容性质，信号在传输过程中可能会有微小的时间延迟。

示波器会根据探头的特性进行校准，以消除这种延迟并确保准确测量信号的时间特性。

总之，示波器探头通过电磁感应和电阻分压原理来感知和测量被测信号，并将其转换成示波器可读取的波形数据，以实现信号的观测和分析。

示波器探头原理示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围，使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路，如下图：图1 示波器探头的作用探头的选择和使用需要考虑如下两个方面：其一：因为探头有负载效应，探头会直接影响被测信号和被测电路；其二：探头是整个示波器测量系统的一部分，会直接影响仪器的信号保真度和测试结果一、探头的负载效应当探头探测到被测电路后，探头成为了被测电路的一部分。

探头的负载效应包括下面3部分：1. 阻性负载效应；2. 容性负载效应；3. 感性负载效应。

图2 探头的负载效应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。

有时，加上探头时，有故障的电路可能变得正常了。

一般推荐探头的电阻R>10倍被测源电阻，以维持小于10%的幅度误差。

图3 探头的阻性负载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。

有时，加上探头时，有故障的电路变得正常了，这个电容效应起到了关键的作用。

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。

图4 探头的容性负载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。

如果显示的信号上出现明显的振铃，需要检查确认是被测信号的真实特征还是由于接地线引起的振铃，检查确认的方法是使用尽量短的接地线。

一般推荐使用尽量短的地线，一般地线电感=1nH/mm。

图5 探头的感性负载二、探头的类型示波器探头大的方面可以分为：无源探头和有源探头两大类。

无源有源顾名思义就是需不需要给探头供电。

无源探头细分如下：1. 低阻电阻分压探头；2. 带补偿的高阻无源探头（最常用的无源探头）；3. 高压探头有源探头细分如下：1. 单端有源探头；2. 差分探头；3. 电流探头最常用的高阻无源探头和有源探头简单对比如下：表1 有源探头和无源探头对比低阻电阻分压探头具备较低的电容负载（<1pf)，较高的带宽（>1.5GHz），较低的价格，但是电阻负载非常大，一般只有500ohm或1Kohm，所以只适合测试低源阻抗的电路，或只关注时间参数测试的电路。