力科示波器探头使用指南

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。 表1 探头类型，以及它们适合的频响范围和输入电压。 不幸的是，工程师仅仅知道探头的主要电气特性（频率范围和最大输入电压），还不足以针对特定应用选择正确的探头。实际上，其它的探头特性（如等效电容、阻抗以及带宽）都对探头的整体特性产生极大的影响。例如，探头的等效阻抗是其输入频率的函数。图 2 揭示了探头...