示波器的探頭是連接被測(cè)電路與示波器輸入端的電子部件，它對(duì)示波器測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，選擇如果不合適，再先進(jìn)的示波器也發(fā)揮不出作用。
最簡(jiǎn)單的探頭是連接被測(cè)電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線。但是，復(fù)雜的探頭則由阻容元件和有源器件組成，于是探頭種類就多了，有源探頭、無(wú)源探頭、差分探頭、電流探頭……令人眼花繚亂。
本文就來(lái)理一理，看看不同的探頭究竟該如何使用。
1:1無(wú)源探頭
1:1無(wú)源探頭的等效電路
特點(diǎn)：它需要通過(guò)屏蔽線和示波器連接，示波器的輸入阻抗一般設(shè)為1MΩ。
輸入電容＝示波器輸入電容＋電纜浮游容量
適用對(duì)象：因?yàn)闆](méi)有分壓輸入信號(hào)，所以僅限于測(cè)量低頻小信號(hào)。又因輸入電容小于100pF，所以不推薦測(cè)量10MHz以上信號(hào)。
注意事項(xiàng)：被測(cè)電壓不能超過(guò)示波器的最大輸入電壓！
10:1無(wú)源探頭
1.中低頻無(wú)源探頭(DC-10MHZ)
10:1中低頻無(wú)源探頭的等效電路
特點(diǎn)：探頭可調(diào)電容實(shí)現(xiàn)分壓比達(dá)到10:1的分壓效果。
適用對(duì)象：1、測(cè)試直流～低頻(n kHz)信號(hào)，探頭阻抗9MΩ和示波器輸入阻抗1MΩ進(jìn)行10:1分壓。
2、測(cè)試中間頻率(nｋＨｚ～nＭＨｚ)信號(hào)
探頭電容10pF和示波器輸入電容 （屏蔽線電容＋補(bǔ)償電容＋探頭電容＝90pF）實(shí)現(xiàn)10:1分壓。
2.高頻無(wú)源探頭（10MHZ以上）
10:1高頻無(wú)源探頭等效電路
特點(diǎn)：如上圖所示，探頭與示波器輸入回路組成等效回路。這是個(gè)非常復(fù)雜的分壓回路，要點(diǎn)是在全部帶寬范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)10:1穩(wěn)定分壓特性。
適用對(duì)象：測(cè)試高頻(10MHz以上)信號(hào)。
注意事項(xiàng)：即使是同一品牌，型號(hào)不同的示波器輸入等效回路也不盡相同，示波器初次使用前，需要對(duì)補(bǔ)償電容進(jìn)行調(diào)整。在10MHz以上的頻率范圍，使用非標(biāo)配探頭則無(wú)法保證示波器與探頭的最佳匹配，達(dá)到最佳測(cè)量效果。
100:1無(wú)源探頭
100:1無(wú)源探頭等效電路
特點(diǎn)：探頭前端（配合補(bǔ)償電容）和示波器并列得到100:1的分壓效果。
適用對(duì)象：1、測(cè)試直流～低周波(n kHz)信號(hào)。探頭前端電阻49.5MΩ和補(bǔ)償電容電阻1MΩ與示波器的1MΩ并列得到100:1的分壓回路。在補(bǔ)償電容內(nèi)加入分壓電阻是為了安全，尤其是在測(cè)試者接觸BNC接頭時(shí)。
2、測(cè)試中間頻率(n kＨｚ～)信號(hào)
探頭前端的3pH和示波器輸入電容(屏蔽線電容＋補(bǔ)償電容＋示波器輸入電容＝297pF)實(shí)現(xiàn)100:1的分圧效果。
注意事項(xiàng)：100:1探頭主要是以探頭自身的阻抗實(shí)現(xiàn)分壓，相比之下,10:1探頭對(duì)示波器依存度更高 。所以10:1和100:1探頭是不能通用的。
FET探頭（有源探頭）
FET探頭等效電路
特點(diǎn)：測(cè)試信號(hào)通過(guò)FET探頭的增益控制后，立刻進(jìn)入緩沖放大器。因?yàn)椴皇茈娎|電容影響，可實(shí)現(xiàn)低輸入電容。同時(shí)，F(xiàn)ET探頭使用FET緩沖放大器，可實(shí)現(xiàn)高輸入阻抗。
適用對(duì)象：有源探頭使用雙極性晶體管緩沖放大器，因?yàn)榛鶚O電流通過(guò),輸入電阻較低，所以可以測(cè)試GHz級(jí)頻率的信號(hào)。
注意事項(xiàng)：緩沖放大器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)50Ω的同軸電纜，終端示波器同樣需要匹配50Ω的輸入阻抗。如果示波器的輸入阻抗是1MΩ，則需要調(diào)整為50Ω。橫河示波器具備這種可調(diào)功能。
差分探頭
差分探頭等效電路
特點(diǎn)：差分探頭除去同相電壓，僅顯示差分信號(hào)，隔離示波器的接地端與測(cè)量對(duì)象的接地端。
適用對(duì)象：可用于CAN、LVDS、高速序列通信等差分信號(hào)測(cè)量以及開(kāi)關(guān)電源回路的浮地信號(hào)測(cè)量。
注意事項(xiàng)：不能確認(rèn)測(cè)量回路是否接地時(shí)，測(cè)量時(shí)需要注意最大共模／差分輸入電壓。
總之，探頭對(duì)示波器測(cè)量至關(guān)重要，所以要求探頭對(duì)探測(cè)的電路影響必須達(dá)到最小，并對(duì)測(cè)量值保持足夠的信號(hào)保真度。如果探頭以任何方式改變信號(hào)或改變電路運(yùn)行方式，示波器就會(huì)顯示真實(shí)信號(hào)的失真結(jié)果，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量錯(cuò)誤。所以探頭的選擇和正確使用對(duì)于波形測(cè)量是至關(guān)重要的。
