示波器探头原理示波器因为有探头得存在而扩展了示波器得应用范围，使得示波器可以在线测试与分析被测电子电路,如下图:图1示波器探头得作用探头得选择与使用需要考虑如下两个方面:ﻫ其一:因为探头有负载效应,探头会直接影响被测信号与被测电路;其二:探头就就是整个示波器测量系统得一部分,会直接影响仪器得信号保真度与测试结果ﻫ一、探头得负载效应ﻫ当探头探测到被测电路后，探头成为了被测电路得一部分。探头得负载效应包括下面3部分：1、阻性负载效应；ﻫ2、容性负载效应;ﻫ3、感性负载效应。图2探头得负载效应阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻,对被测信号有分压得作用,影响被测信号得幅度与直流偏置。有时，加上探头时,有故障得电路可能变得正常了。一般推荐探头得电阻R>１0倍被测源电阻,以维持小于1０%得幅度误差。图３探头得阻性负载容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容，对被测信号有滤波得作用，影响被测信号得上升下降时间,影响传输延迟,影响传输互连通道得带宽。有时,加上探头时,有故障得电路变得正常了，这个电容效应起到了关键得作用。一般推荐使用电容负载尽量小得探头,以减小对被测信号边沿得影响。图4探头得容性负载感性负载来源于探头地线得电感效应,这地线电感会与容性负载与阻性负载形成谐振，从而使显示得信号上出现振铃。如果显示得信号上出现明显得振铃,需要检查确认就就是被测信号得真实特征还就就是由于接地线引起得振铃,检查确认得方法就就是使用尽量短得接地线。一般推荐使用尽量短得地线,一般地线电感＝1ｎH/mm。图５探头得感性负载ﻫ二、探头得类型ﻫ示波器探头大得方面可以分为:无源探头与有源探头两大类。无源有源顾名思义就就就是需不需要给探头供电。无源探头细分如下：1、低阻电阻分压探头;ﻫ2、带补偿得高阻无源探头(最常用得无源探头);3、高压探头ﻫ有源探头细分如下:ﻫ１、单端有源探头；ﻫ2、差分探头;3、电流探头ﻫ最常用得高阻无源探头与有源探头简单对比如下:表1有源探头与无源探头对比ﻫﻫ低阻电阻分压探头具备较低得电容负载(<１ｐｆ）,较高得带宽（>1、5GＨz）,较低得价格，但就就是电阻负载非常大,一般只有５00ｏｈm或1Kohm,所以只适合测试低源阻抗得电路,或只关注时间参数测试得电路。图6低输入电阻探头结构带补偿得高阻无源探头就就是最常用得无源探头,一般示波器标配得探头都就就是此类探头。带补偿得高阻无源探头具备较高得输入电阻(一般1Mohｍ以上),可调得补偿电容,以匹配示波器得输入,具备较高得动态范围,可以测试较大幅度得信号（几十幅以上）,价格也较低。但就就是不知之处就就是输入电容过大(一般１0pf以上),带宽较低(一般500MHz以内）。图7常用得无源探头结构带补偿得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(需要使用探头自带得小螺丝刀来调整,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。下图得左边就就是存在高频或低频增益,调整后得补偿信号显示波形如下图得右边所示。图8无源探头得补偿高压探头就就是带补偿得无源探头得基础上,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得元器件,所以高压探头一般物理尺寸较大。图９高压探头得结构ﻫ三、有源探头我们先来观察一下用60０MＨz无源探头与１、5ＧHｚ有源探头测试1ns上升时间阶跃信号得影响。使用脉冲发生器产生一个1ns得阶跃信号，通过测试夹具后,使用SMA电缆直接连接到一个1、5GＨｚ带宽得示波器上,这样示波器上会显示一个波形(如下图中得兰色信号),把这个波形存为参考波形。然后使用探头点测测试夹具去探测被测信号,通过SMA直连得波形因为受探头负载得影响而变成黄色得波形,探头通道显示得就就是绿色得波形。然后分别测试上升时间,可以瞧出无源探头与有源探头对高速信号得影响。图10无源探头与有源探头对被测信号与测量结果得影响具体测试结果如下：使用１１65A６00MHz无源探头,使用鳄鱼嘴接地线:受探头负载得影响,上升时间变为:１、9ns;探头通道显示得波形存在振铃,上升时间为:1、８5ｎs;ﻫ使用1156A1、5GＨｚ有源探头,使用5cm接地线:受探头负载得影响较小,上升时间仍为:1ns；探头通道显示得波形与原始信号一致,上升时间仍为:1ns。ﻫ单端有源探头结构图如下,使用放大器实现阻抗变换得目得。单端有源探头得输入阻抗较高(一般达１00Kohｍ以上)，而输入电容较小(一般小于1pf),通过探头放大器后连接到示波器，示波器必须使用50oｈm输入阻抗。有源探头带宽宽(现在可达30GHz),而负载小，但就就是价格相对较高(一般每根探头达到同样带宽示波器价格得