對電路信號進行檢測之前首先要知道被測電路是什么電路，被測信號是什么信號。盲目地測試或者使用不正確的測量方法，有可能得到錯誤的波形甚至損壞儀器危及安全。

一、什么是差分信號？什么是單端信號？

差分傳輸是一種信號傳輸的技術，區別于傳統的一根信號線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號，這兩個信號的振幅相等，極性相反，相位相差180度。那么，在這兩根線上傳輸的信號就是差分信號。差分傳輸的特性意味著差分信號就是成對出現的信號。同時，因為成對存在的關系，差分信號的兩條信號傳輸線可以互為參考點，也可以在電路系統上以系統地作為參考點。因此，準確測量差分信號的幅度、相位和頻率是非常重要的。

單端信號是指只用一根導線或者一條線路傳輸的信號，一般取電路系統地作為它的電壓參考點。這也可以理解為單端信號就是在同一條線路上傳輸的，與系統地之間的電勢差。

二、為什么有些信號采用差分傳輸方式，不采用單端傳輸的方式？

相比于單端傳輸而言，差分傳輸抗干擾能力更強。因為差分傳輸兩條線路緊挨著，干擾噪聲幾乎在同時等值的被加載到兩根信號線路上，我們可以看作差分傳輸兩條線路收到的干擾信號其差值為0，即，噪聲對差分信號的邏輯意義不產生影響。單端傳輸因為其參考點為系統地，那么這個干擾噪聲的影響會直接反饋到信號接收端。

差分傳輸的方式減小了潛在的電磁干擾（EMI）。由于兩條信號傳輸線路靠得很近且信號幅值相等，這兩條信號傳輸線路與地線之間的耦合電磁場的幅值也相等，同時他們的信號極性相反，使得其所產生電磁場將相互抵消。因此對外界的電磁干擾也小。

差分傳輸方式時序定位更準確。差分信號的接收端可以根據兩條信號傳輸線路幅值之差發生正負跳變的點，作為判斷邏輯0/1跳變的點。而單端信號通常以電壓閾值作為信號邏輯0/1的跳變點，單端傳輸受電壓閾值與信號幅值電壓之比的影響較大，不適合低幅度的信號。

三、示波器探頭

示波器探頭不僅僅是把測試信號連接到示波器輸入端的一段導線，它更是測量系統的重要組成部分。示波器探頭有很多種類型號各有其特性，以適應各種不同的專門工作的需要，其中一類稱為有源探頭，探頭內包含有源電子元件，可以提供衰減或放大能力；不含有源元件的探頭稱為無源探頭，其中只包含無源元件如電阻和電容。這種探頭通常對輸入信號進行衰減。

目前使用最為廣泛的就是無源探頭，無源探頭以其經濟性和耐用性深受用戶的喜愛，PINTECH品致的CP系列探頭就是這一類型的探頭。

示波器差分探頭是一種專為測量差分信號而設計的探頭。它通常由兩個探頭組成，分別連接到差分信號的兩條傳輸線路上。示波器差分探頭能夠將這兩個信號相互抵消（共模抑制），只留下差分信號進行測量。例如PINTECH品致的有源差分N、DP系列探頭，用于高壓的高壓差分PT-5000系列探頭，都是不錯的選擇。

除了測量電壓的探頭之外，測量時對于電流探頭的應用也不少。PINTECH品致的交流測試環PT7802/7803可以看作是無源的電流探頭，其次，PINTECH品致還有各方面測量電流的探頭，大電流、小電流、高頻、低頻等等。

四、使用示波器探頭的步驟

1. 確認探頭型號及規格符合探測要求，確認測試信號在探頭參數范圍內，超過測試范圍會導致測試設備損壞，因此在進行測量前應當進行確認。

2. 連接示波器探頭。將探頭的BNC接線端接到示波器上，接地引線連接到信號的系統地引腳上，無源探頭探測端鉤住所需測量的單端信號引腳，差分探頭則將兩個信號引腳連接到差分信號傳輸線路上。

3. 設置示波器的觸發菜單。根據實際需求，選擇適當的觸發方式。以PINTECH品致示波器MDO704為例，設置示波器觸發方式如下：單觸類型如邊沿觸發（如圖）、脈寬觸發等，要注意選擇信源（觸發通道）及觸發時間、觸發大小（如圖右方黃色三角形）一般取整個波形峰峰值的一半、耦合方式（直流耦合或交流耦合），斜率即（上升沿觸發或下降沿觸發），最后是抑制模式，連續的周期信號可以選擇自動觸發，脈沖的瞬時信號可以設置正常觸發或者單次觸發。

4. 調整示波器的垂直和水平縮放（即V檔和S檔）。根據差分信號的幅度和頻率，調整示波器的垂直縮放和水平縮放，確保測量結果準確可靠。一般取上下各占四格，周期信號顯示兩個完整周期為佳。

5. 進行信號測量。可以根據實際需求，設置所需測量的數據，如上圖所示，可以點擊測量，選擇所需測量的數據內容，如峰峰值，頻率等，再選擇測量的通道，最后點擊添加測量。觀察信號的波形和特征，再結合示波器測量出來的數據，對測量出來的結果進行分析。

五、使用示波器探頭的一些技巧和注意事項

1. 使用保護電阻。差分探頭的引腳可能存在電壓過高的風險，因此使用保護電阻可以有效避免引腳損壞。

2. 接地方式的影響。不管單端信號還是差分信號的測量都對接地非常敏感，不同的接地方式可能會對測量結果產生影響。

3. 校準差分探頭。定期校準差分探頭可以確保測量結果的準確性和可靠性。

4. 注意信號傳輸線的長度和阻抗匹配。差分信號的傳輸線應具有相同的長度，并保持合適的阻抗匹配，以避免信號失真。

5. 避免電磁干擾。在進行測量時，應盡量避免電磁干擾的環境，并注意屏蔽探頭和信號線，以保證測量信號的純凈性。在理想情況下，探頭位置、被測線路位置和手的位置都不應造成探頭測量結果的變化。但在大多數情況下都并非如此，探頭、手和被測線路位置都會給未經屏蔽的傳輸線造成很大的影響。

6. 對精度要求不高的差分信號，在只有無源探頭的情況下，可以使用雙對地測量的方式進行測量，既對差分信號的兩條信號傳輸線路分別進行單端信號測量，再對波形進行互減，就得到差分信號的輸出波形，在有互減功能的示波器上，可以比較方便的顯示出差分波形。

7.電流探頭因為工作時磁芯會發熱的緣故，因此要注意控制測量時間，連續測量的時間不能過長，否則可能會導致磁芯過熱影響精度，甚至會損毀電流探頭。

六、談論與思考：

由于存在地彈噪聲、串擾和電磁干擾的問題，在條件允許的情況下，逐漸的會有更多人選擇使用差分傳輸的方式來代替單端傳輸，差分檢測也將會成為必不可少的內容與要求。有源差分探頭中信號連接之間有效地平面較之大多數無源探頭更為理想，他對單端信號的測量是否也會比無源探頭更好呢？有源差分探頭是否會成為未來更為主流的測量工具呢？