示波器探头在测量中的重要性

1-1 中加以说明，探头在此测量图中作为一个未定义的方框而被指明。

探头事实上无论它是什么，它必须在信号源和示波器输入之间提供足够便利的和高质量的连接(图 1-2 )。

适当的连接有3个关键性的定义问题-物理连接，对电路运行的影响，及信号的传送。

图1-1. 探头是在示波器和测试点之间进行物理和电路连接的设备。

图1-2. 大多数探头由一个探头尖，一根探头电缆线，及一个补偿盒或其它类型的信号调节网络组成。

1理想的探头在理想世界中，理想的探头将提供下列关键的属性：连接简单和便利绝对的信号保真度零信号源极负载完全的噪音抗扰性连接简易和便利。

一个连接到测试点的物理连接已经作为探测的关键要求之一被论及。

使用理想的探头，你应该能够使物理连接简单及便利。

对于小型化电路，如高密度的表面装配技术( SMT ) 电路，微型探头及多种类的为SMT设备设计的探头尖适配器，能够使连接简易及便利。

图 1-3a所示，为这样的一个探头系统。

然而，这些探头，对于具有高电压和普通标准导线的工业功率电路而言，是太小了。

对于功率应用，需要应用更大尺寸的具有更多边缘保护的探头。

图1-3b和表1-3c是此类探头的例子。

图1-3b是一根高电压探头，图1-3c是一个通用探头上的夹具。

从这几个物理连接的例子可以看出，对于所有的应用来说，没有唯一的理想的探头尺寸及外形结构，因此，我们设计了各种各样尺寸外形及结构的探头，从而满足各种各样的应用和物理连接的要求。

绝对信号保真度。

理想的探头应该忠实地将信号从探头尖传送到示波器输入端。

换句话说，探头尖处的原有信号应当被忠实地复制到示波器输入端。

a. 探测 SMT 设备。

b. 高电压探头。

c. 通用探头上的夹具。

图1-3 多种多样的探头可应用于不同的技术应用及测量需求之中。

2图 1-5 . 探头和示波器设计为在规定的带宽范围上进行测量。

超越了 3 dB 点的频率，信号振幅极度削弱，测量结果是无法预知的。

图 1-4 .探头是由分布式的阻抗、感抗、电容组成。

浅谈示波器测量中探头的选择和使用
目前，数字家电技术的高速进展使与此对应的回路速度日益加快，对观测波形信号的和探头的要求也越来越高，因此示波器的采样速率和探头模拟带宽也得到了飞快进展。

但是，不少示波器在实际测量过程中却浮
现了波形再现性不抱负或无法正确观测波形等现象。

问题毕竟在哪里？缘由在于随着被测信号频率的加快，探头的重要性也越发突出，假如探头性能不佳，就可能导致无法正确完成测量，本文将重点介绍几点测量高速信号时需要注重的探头挑选和用法问题。

一、探头的主要种类
探头是电压的一种，用户应按照被测对象电压值、输出阻抗、电压频率挑选相适合的电压探头。

目前示波器所用法的探头种类十分多，探头不同，其输入阻抗（值、值）或模拟带宽也有很大差别，在预备测量之前，用户需要充分了解探头种类和各种探头之间的差别。

普通在高频测量中被常常用法的探头大致分为以下三种: 二、高频测量时需要注重的问题
负荷效应
当探头与被测量回路相衔接，探头的输入阻抗将对被测系统产生影响。

这种现象称为负荷效应。

例如：在测量反馈回路时，探头阻抗会转变回路内电压相位，结果使回路动作发生变幻，在震惊回路中可能转变震惊频率，更为严峻时浮现震惊停止等状况。

因此测量时要考虑到探头可能产生的负荷效应，特殊是在测量静电容量等敏感时，更需要注重探头种类的挑选。

探头电容限制测量带宽
在测量100MHz以上高频波形成分时，信号源阻抗和探头电容容量形成
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示波器探头用途示波器探头是示波器系统的一个重要组成部分，用于在电子电路测试和测量中获取并测量电信号。

它通过将电信号连接到示波器的输入通道，将电信号转换成示波器能够显示和分析的波形。

示波器探头的主要用途是测量电路中的电压和电流。

在电子电路的设计、开发、测试和故障排除过程中，探头是非常重要的工具。

下面将详细介绍示波器探头的用途和工作原理。

1. 电压测量：示波器探头最常见的用途是测量电压信号。

示波器通过探头将待测电路的电压连接到示波器的输入通道，然后显示电压随时间变化的波形图。

这样就可以观察电信号的幅值、频率、相位等特征，从而对电路进行分析和调试。

2. 电流测量：除了电压测量外，示波器探头也可以用于测量电路中的电流信号。

为了测量电流，探头通常需要与一个电阻器（称为测量电阻或电流夹）一起使用。

电流信号在通过测量电阻时会产生一个电压信号，然后通过示波器探头测量和显示出来。

这种测量方法称为电流探头（Current Probe），常用于测量高频电流、交流电流等特殊应用。

3. 高频测量：示波器探头可用于高频测量。

高频信号在传输过程中容易产生衰减和信号失真，因此示波器探头必须具有快速的响应速度和良好的频率响应特性。

一些高频示波器探头还配备了阻抗匹配调节器，可以在不同频率下匹配待测电路的阻抗，提高测量精度。

4. 差分信号测量：示波器探头还可以用于测量差分信号。

差分信号是由两个相互干扰的信号组成，常见于许多电路和系统中。

示波器探头的差分测量功能允许用户同时测量并显示两个信号之间的差异，从而帮助分析噪声、干扰、共模电压等问题。

5. 逻辑信号测量：除了模拟信号测量外，示波器探头也可以用于逻辑信号测量。

逻辑信号是数字系统中常见的信号形式，通常表示为0和1。

示波器探头可以将逻辑信号转换成模拟信号，并显示出信号的高电平和低电平状态以及信号的变化情况。

这对于分析和调试数字电路非常有用。

总结起来，示波器探头是示波器系统中的一个重要工具，主要用于测量电压和电流信号。

横河测试测量：探头与示波器测量的关系及使用（一）探头对示波器测量至关重要，所以要求探头对探测的电路影响必须达到最小，并对测量值保持足够的信号保真度。

如果探头以任何方式改变信号或改变电路运行方式，示波器就会显示真实信号的失真结果，进而导致测量错误。

所以探头的选择和正确使用对于波形测量是至关重要的，这个部件的选择如果不合适，再先进的示波器也发挥不出作用。

最简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线，复杂的探头则由阻容元件和有源器件组成。

于是探头的种类就多了，有源探头、无源探头、差分探头、电流探头……，下面给大家介绍2种不同探头的特点、适用对象和注意事项：1、1:1无源探头特点：它需要通过屏蔽线和示波器连接，示波器的输入阻抗一般设为1MΩ。

输入电容＝示波器输入电容＋电缆浮游容量适用对象：因为没有分压输入信号，所以仅限于测量低频小信号。

又因输入电容小于100pF，所以不推荐测量10MHz以上信号。

注意事项：被测电压不能超过示波器的最大输入电压！2、10:1无源探头1. 中低频无源探头(DC-10MHZ)特点：探头可调电容实现分压比达到10:1的分压效果。

适用对象：1、测试直流～低频(n kHz)信号，探头阻抗9MΩ和示波器输入阻抗1MΩ进行10:1分压；2、测试中间频率(n ｋＨｚ～ nＭＨｚ)信号、探头电容10pF和示波器输入电容（屏蔽线电容＋补偿电容＋探头电容＝90pF）实现10:1分压。

2. 高频无源探头（10MHZ以上）特点：探头与示波器输入回路组成等效回路。

这是个非常复杂的分压回路，要点是在全部带宽范围内，实现10:1稳定分压特性。

适用对象：测试高频(10MHz以上)信号。

注意事项：即使是同一品牌，型号不同的示波器输入等效回路也不尽相同，示波器初次使用前，需要对补偿电容进行调整。

在10MHz以上的频率范围，使用非标配探头则无法保证示波器与探头的最佳匹配，达到最佳测量效果。

详细的探头规格和使用教程，可咨询横河官方网站。

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。

示波器差分探头原理示波器是测试电路波形的一种重要仪器，在信号测试中扮演着至关重要的角色。

而在进行微弱信号测试时，差分探头则是示波器的重要组成部分，因其可以差分信号的测试而而大大提升了信号的测试灵敏度。

差分探头是指两个探头之间存在差分电路的测量探头。

一般情况下，差分探头由两个对称的探头组成，一个探头连接被测器件的共地，另一个探头信号端则相应的连接到被测电线的两端，从而构成一个差分电路。

在使用差分探头时，可以将一方放在要检测的信号处，将另一方放置在测试仪表的地端上。

由于差分电路的特性，可以让我们测量出两个信号之间的差值，因此提高了信号的精确度和稳定性。

差分探头是一种测量微弱信号电压的理想工具，可用于稳压电源测试、开关电源测试、运放电路测试、高压电路测试等多种测试场合，如测量微小电压变化、微弱信号幅度、高精度波形分析等。

使用差分探头可以轻松解决脉冲信号、瞬态信号和漂移信号等测量难点，同时还可以消除测量信号中的共模噪声，提升了信号的测试效果。

差分探头的特点如下：1. 高精度：差分信号的测试可以避免信号共模干扰和电流释放等因素的影响，从而提高信号的测试精度。

2. 安全稳定：差分探头设计合理，能够承受高电压、高频率等多种测试环境，同时能够保护被测电路不受差分电路干扰。

3. 易于使用：差分探头只需要连接两个探头即可进行测量，不需要使用特殊的测试仪器或接线。

4. 广泛应用：差分探头可以应用在多种测试场合中，包括运放电路测试、开关电源测试、高压电路测试等。

在使用差分探头时，需要注意以下几点：1. 差分探头的输入阻抗应该与测试的电路保持一致或更高。

2. 差分探头不能接地测量，否则会引入共模干扰。

3. 因为差分电路是差分信号的测量，因此差分探头应该根据差分信号的特性进行选择。

总的来说，差分探头是一种高精度的测量工具，在微弱信号测试中的作用不可忽视。

通过使用差分探头可以消除共模干扰、提高信号测试精度，同时差分探头还具有安全稳定、易于使用和广泛适用等优点。

⽰波器探头各种作⽤及⼯作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。

正确选择探头的五大要素精确测试源于探头探头对于测量至关重要。

无法将探头与示波器测试割裂开。

要建立某种电子连接，将测量信号输入到示波器之间的通道，首先要考量的是人员的安全问题，尤其是在测试高压，大电流的场景时；其次对于测试系统来说，系统的可靠性非常重要，工程师对测试结果有绝对的信心，这对复杂系统设计尤为关键；测试系统的精度是测试结果的保证，当接入探头必然会对被测电路产生影响，最大程度降低该影响变得非常关键。

面对不同应用需求，不同品牌探头，如何正确选择探头成为工程师们要面对的一大难题。

如何正确选择适合您的探头？五大要素：可靠性、安全性、专用性、精确度、服务可靠性可靠性在测试中的重要性毋庸置疑。

可靠性的重要不光只针对与探头，对于测试设备及附件，可靠性也是最重要的因素。

一台优质的测试仪器能够让工程师对测试结果拥有坚定的信心。

探头的可靠性对于复杂产品设计尤其重要。

在产品设计过程中，一个很小的测试误差就会将工程师引导到错误的方向。

那么如何验证探头的可靠性呢？首先，验证探头是否能在一定时间内保证设计指标？是否在误差可控的范围内工作？（高精度、高速测试更应重视）其次，确保探头所用原料、设计、制造、品控具备全阶段综合保证。

因为每个环节都会影个探头产品的可靠性，尤其对于关键部件应该建立可追溯的机制。

在选择探头前，先确认以上两点，最好选择大品牌产品，质量可靠性有更多保障。

安全性探头必须要经过安全验证电子产品都必须经过一系列的标准的认证，才能到用户手中，以确保使用过程中的安全性。

例如高压探头，测试对象动辄几百上千伏的高压对使用者来说是非常危险的，厂家必须严格管控其安全标准的测试及认证。

对于探头额定的测试电压或者电流测试要求要高于其指标标准以保证更加安全的测试。

其次还有电磁兼容标准的测试，环境的测试都是从各个方面来保证使用者的安全。

专用性探头是为了满足示波器不同的测试需求而研发的。

由于不同行业技术要求，从信号类型的角度出发，电源行业工程师要求测试低至几百uV或几个mA微小纹波信号，直流电流高达500安，交流电流信号几千安培，高压差分信号高达5000-6000V。

示波器探头原理示波器探头是示波器中的一个重要部件，它的作用是将被测信号转换成示波器可测量的电压信号。

在示波器测量中，探头起着至关重要的作用，正确的选择和使用探头可以保证测量结果的准确性和可靠性。

本文将介绍示波器探头的原理，帮助读者更好地理解示波器探头的工作原理和选择使用。

首先，我们来了解一下示波器探头的基本结构。

一般来说，示波器探头由接地线、信号引线、衰减器、补偿器和接口等部分组成。

接地线用于连接被测电路的地，信号引线用于连接被测信号的输入端，衰减器用于将被测信号进行衰减，补偿器用于调节探头的频率响应，接口则用于连接示波器主机。

接下来，我们来详细介绍一下示波器探头的工作原理。

当被测信号通过信号引线输入到探头时，首先经过衰减器进行衰减，然后再经过补偿器进行补偿，最后通过接口输入到示波器主机。

衰减器的作用是将被测信号的幅值降低到示波器可测量的范围内，以保护示波器主机不受过大的输入信号影响。

补偿器的作用是校正探头的频率响应特性，使得探头在不同频率下都能够准确地传输信号。

在选择使用示波器探头时，需要考虑被测信号的频率范围、幅值范围和波形特性等因素。

不同的探头具有不同的频率响应特性和衰减比，因此在选择探头时需要根据实际测量需求进行合理选择。

另外，还需要注意探头的接地方式，接地方式的选择会对测量结果产生影响，需要根据具体情况进行合理选择。

总之，示波器探头作为示波器中的重要部件，具有重要的测量作用。

正确的选择和使用探头可以保证测量结果的准确性和可靠性。

希望通过本文的介绍，读者能够更好地理解示波器探头的工作原理和选择使用，从而更好地应用示波器进行信号测量。