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本帖最后由 alexwang 于 2018-7-3 11:23 编辑
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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：
2 ~8 b2 S7 s% E/ P- h 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
* G: s$ k' g- Y; d6 g1. 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：
" i, B& D- u7 v2 M5 G; e 1. 阻性负载效应8 {5 Q5 @! I# R" h) q2 J# o6 O
2. 容性负载效应9 u) c; u( {9 y2 i6 \( p
3. 感性负载效应
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: U T6 K5 M5 N4 I" x7 }
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。
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, G/ I6 y1 N8 d, _) H
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。
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; n$ c9 B" ]5 n7 `( R) m* Z & Z k) D+ u, |
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。
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9 U# f: T5 n/ _2 [# D3 [. K. O3 O& V
2. 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。
# h. f' @& t) u% I& z$ M" ^/ L/ B 无源探头细分如下： " R4 } v- y5 `5 L3 z# _* r
1. 低阻电阻分压探头；
4 c5 H3 x c0 ^2 S! `/ u 2. 带补偿的高阻无源探头（最常用的无源探头）；
7 H: _0 T2 A: d% _1 n6 W. _/ c 3. 高压探头 1 a; ^/ ?# x% h, X( r4 k) \. A! Y
有源探头细分如下：
v2 I5 Q; W! R: h# g8 D+ T5 s; J% @; x 1. 单端有源探头； 8 q2 X! X7 V' s( X* N
2. 差分探头；
; q8 b1 l" h) M: G 3. 电流探头
! U% k( B, b% R/ F 最常用的高阻无源探头和有源探头简单对比如下：
R* G: h- \% T' C& `
( ?/ R4 F7 b* ^! J" r
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。 : R9 ~% [: K! L
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4 Q6 g+ o% `1 c5 j/ w- N- ^; T) ^1 b( t
带补偿的高阻无源探头是最常用的无源探头，一般示波器标配的探头都是此类探头。带补偿的高阻无源探头具备较高的输入电阻（一般1Mohm以上），可调的补偿电容，以匹配示波器的输入，具备较高的动态范围，可以测试较大幅度的信号（几十幅以上），价格也较低。但是不知之处是输入电容过大（一般10pf以上），带宽较低（一般500MHz以内）。
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: t& Y# o/ Z4 S B9 [6 d
带补偿的高阻无源探头有一个补偿电容，当接上示波器时，一般需要调整电容值（需要使用探头自带的小螺丝刀来调整，调整时把探头连接到示波器补偿输出测试位置），以与示波器输入电容匹配，以消除低频或高频增益。下图的左边是存在高频或低频增益，调整后的补偿信号显示波形如下图的右边所示。
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7 s; K( @. Q2 Q9 T$ k% i" f2 s
|; F1 y( k# |9 I# s: j+ m4 r6 e 高压探头是带补偿的无源探头的基础上，增大输入电阻，使得衰减加大（如：100:1或1000:1等)。因为需要使用耐高压的元器件，所以高压探头一般物理尺寸较大。
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未完待续...
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发表于 2016-1-29 14:15
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