示波器的探頭按是否需要供電可以分為無(wú)源探頭和有源探頭。那實(shí)際測(cè)試中是選擇無(wú)源探頭還是有源探頭呢？
對(duì)于中低頻 (小于 600 MHz) 測(cè)量來(lái)說(shuō)，
無(wú)源高阻抗探頭是很好的選擇。這些探頭堅(jiān)固耐用且價(jià)格經(jīng)濟(jì)，具有寬動(dòng)態(tài)范圍（大于 300 V）和高輸入阻抗，從而和示波器的輸入阻抗相匹配。不過(guò)，和低阻抗（z0）無(wú)源探頭或有源探頭相比，無(wú)源探頭具有更高的電容負(fù)載，而且?guī)捿^低。總之，對(duì)于絕大多數(shù)模擬或數(shù)字電路的通用調(diào)式和故障診斷來(lái)說(shuō)，高阻抗無(wú)源探頭都是一個(gè)極好的選擇。
對(duì)于在寬頻范圍上 (大于 600 MHz) 需要進(jìn)行精確測(cè)量的高頻應(yīng)用來(lái)說(shuō)，
最好選用有源探頭。有源探頭比無(wú)源探頭價(jià)格較高，并且其輸入電壓有限，但是由于它們的電容負(fù)載顯著降低，因而能使您更精確地觀察快速信號(hào)。
在圖1-1中，我們看到的是采用600 MHz示波器(Keysight DSO 9064A) 測(cè)量具有500 ps上升時(shí)間信號(hào)的屏幕快照。
圖 1-1
用無(wú)源探頭和有源探頭測(cè)量具有600 ps 上升時(shí)間的信號(hào)
左圖是使用Keysight N2873A 500 MHz無(wú)源探頭測(cè)量此信號(hào)的圖像。
右圖是使用Keysight N2796A 2 GHz單端有源探頭測(cè)量同一信號(hào)的圖像。
兩個(gè)圖中的黃色跡線均是信號(hào)在探測(cè)之前的曲線。
綠色跡線是探測(cè)后的信號(hào)曲線，它與探頭的輸入相同。
紫色跡線顯示的是測(cè)得信號(hào)，也可以稱為探頭輸出。
Keysight N2873A 500-MHz 無(wú)源探頭，采用 15-cm 鱷魚(yú)夾接地線：
加載信號(hào)后，現(xiàn)在具有 740 ps 上升沿
探頭輸出包含諧振，上升沿測(cè)量為1.4 ns
無(wú)源探頭在加載信號(hào)時(shí)會(huì)混入自身的電阻、電感和電容（綠色跡線）。或許您希望示波器探頭不要影響被測(cè)件 (DUT) 的信號(hào)。不過(guò)，在本例中，無(wú)源探頭對(duì)被測(cè)件確實(shí)有影響。
被探測(cè)的信號(hào)其上升時(shí)間由原來(lái)預(yù)期的 600 ps 變?yōu)?4 ns，部分原因是由于探頭的輸入阻抗，另外還因?yàn)樵跍y(cè)量583 MHz信號(hào) (0.35/600 ps=583 MHz) 時(shí)，探頭的帶寬只有 500 MHz。
無(wú)源探頭的電感和電容效應(yīng)還會(huì)造成探頭輸出的過(guò)沖和波動(dòng)。一些設(shè)計(jì)人員對(duì)這個(gè)數(shù)量的測(cè)量誤差并不在意，但對(duì)某些設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，這個(gè)數(shù)量的測(cè)量誤差是無(wú)法接受的。
Keysight N2796A 2 GHz 有源探頭，采用1.8 cm 接地線：
信號(hào)未受探頭影響，仍有 630 ps 邊沿
探頭輸出和信號(hào)相匹配，并測(cè)得邊沿為 555 ps
我們看到，在將有源探頭 (例如 Keysight N2796A 2 GHz 有源探頭) 連接到被測(cè)件時(shí)，該信號(hào)幾乎未受影響。信號(hào)特征在探測(cè)后 (綠色跡線) 和探測(cè)前 (N2796A 2GHz 跡線) 幾乎完全相同。
此外，信號(hào)的上升時(shí)間也未受探頭的影響，始終保持在555 ps。另外，有源探頭的輸出 (綠色跡線) 也和探測(cè)得的信號(hào) (紫色跡線) 相匹配，測(cè)得上升時(shí)間為預(yù)期的 600 ps。N2796A有源探頭的 2 GHz 帶寬、優(yōu)異的信號(hào)保真度及其低探頭負(fù)載使這一切成為可能。
根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果，我們可以知道，對(duì)于不同應(yīng)用場(chǎng)景的測(cè)試要求選擇不同探頭的重要性。尤其是當(dāng)前測(cè)量需求對(duì)于提供更高的帶寬，更低的高頻負(fù)載和更好的可用性優(yōu)化探測(cè)下一代移動(dòng)技術(shù)像DDR/LPDDR, MIPI移動(dòng)數(shù)據(jù)速率在2018年達(dá)到了6.4Gbps (DDR5)更是至關(guān)重要。
是德提供新型 InfiniiMax MX0023A RC 差分探頭可以提供25 GHz的帶寬和高輸入阻抗，為新興的DDR / LPDDR5、MIPI和其他標(biāo)準(zhǔn)提供高速探測(cè)能力。下一代InfiniiMax探頭將工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)InfiniiMax II (1169B)的RC探測(cè)帶寬擴(kuò)展至25 GHz，并增加了許多其他功能。
