一、示波器探頭的種類有哪些
1、無源電壓探頭
①無源探頭
無(wu)源(yuan)探(tan)頭(tou)由導(dao)線和連(lian)接器(qi)(qi)制成，在需要補償(chang)或(huo)衰(shuai)減時，還包(bao)括電阻器(qi)(qi)和電容器(qi)(qi)。探(tan)頭(tou)中沒有有源(yuan)器(qi)(qi)件（晶體管或(huo)放大器(qi)(qi)），因此不需為探(tan)頭(tou)供電。無(wu)源(yuan)探(tan)頭(tou)一般是最堅(jian)固(gu)、最經(jing)濟的(de)探(tan)頭(tou)，它(ta)們不僅使用簡(jian)便，而且使用廣泛。
②高阻無源電壓(ya)探頭
從實際需要出發，使用最(zui)(zui)(zui)多的(de)(de)是電(dian)壓(ya)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，其(qi)中(zhong)高阻無(wu)源電(dian)壓(ya)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)占最(zui)(zui)(zui)大部(bu)分。無(wu)源電(dian)壓(ya)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)為不(bu)同電(dian)壓(ya)范圍提(ti)供了(le)各種衰(shuai)減系(xi)數(shu)(shu)1×，10×和100×。在(zai)(zai)這(zhe)些無(wu)源探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)中(zhong)，10×無(wu)源電(dian)壓(ya)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)是最(zui)(zui)(zui)常(chang)用的(de)(de)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)。對信號幅度(du)是1V峰峰值或更低(di)的(de)(de)應用，1×探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)可(ke)能要比較(jiao)適(shi)合，甚至是必不(bu)可(ke)少(shao)的(de)(de)。在(zai)(zai)低(di)幅度(du)和中(zhong)等(deng)幅度(du)信號混合（幾十毫伏(fu)(fu)到幾十伏(fu)(fu)）的(de)(de)應用中(zhong)，可(ke)切(qie)(qie)換1×/10×探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)要方(fang)便(bian)得多。但是，可(ke)切(qie)(qie)換1×/10×探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)在(zai)(zai)本質上是一個產品中(zhong)的(de)(de)兩個不(bu)同探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，不(bu)僅其(qi)衰(shuai)減系(xi)數(shu)(shu)不(bu)同，而且其(qi)帶寬、上升時間和阻抗（R和C）特點也不(bu)同。因此，這(zhe)些探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)不(bu)能與(yu)示波器的(de)(de)輸入完(wan)全匹配(pei)，不(bu)能提(ti)供標(biao)準10×探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)實現的(de)(de)最(zui)(zui)(zui)優(you)性能。
③低阻無源電壓探(tan)頭
大多數高阻無源探頭的帶寬范圍在(zai)小于100MHz到500MHz或(huo)更高的帶寬之間(jian)。而低(di)阻無源電(dian)壓探頭（又稱為(wei)(wei)50歐姆探頭、Zo探頭、分壓器(qi)探頭）的頻(pin)率特(te)性很好，采(cai)用匹配同(tong)軸電(dian)纜(lan)的探頭，帶寬可達10GHz和100皮秒或(huo)更快的上(shang)升時間(jian)。這種探頭是(shi)(shi)為(wei)(wei)用于50歐姆環境(jing)中設計的，這些環境(jing)一般是(shi)(shi)高速(su)設備檢定、微波通信和時域反射計（TDR）。
④無源高壓探頭
“高(gao)壓(ya)”是相對的(de)(de)概(gai)念(nian)。從探(tan)頭(tou)角度看，我們可以把高(gao)壓(ya)定義為超過典型的(de)(de)通用(yong)10×無源探(tan)頭(tou)可以安(an)全處理(li)的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)任(ren)何電(dian)(dian)壓(ya)。高(gao)壓(ya)探(tan)頭(tou)要(yao)求具(ju)有良(liang)好的(de)(de)絕緣強度，保證使用(yong)者和示波器的(de)(de)安(an)全。
2、有源電壓探頭
①有源探頭
有源探頭包含或依賴有源器(qi)件，如(ru)晶體(ti)(ti)管(guan)。最常見的(de)情況下，有源設備(bei)是(shi)一種場效應(ying)晶體(ti)(ti)管(guan)（FET），它(ta)提供了(le)非(fei)常低的(de)輸(shu)入電容，低電容會在更寬的(de)頻段上導致高(gao)輸(shu)入阻抗(kang)。
②有源FET探頭
有(you)源FET探頭(tou)的(de)規定帶(dai)寬一(yi)般在500MHz～4GHz之間(jian)。除帶(dai)寬更高外，有(you)源FET探頭(tou)的(de)高輸入(ru)阻(zu)抗(kang)(kang)允許(xu)在阻(zu)抗(kang)(kang)未(wei)知(zhi)的(de)測(ce)試點上進行測(ce)量，而(er)產生負荷效應的(de)風險要低(di)(di)得多。另外，由于低(di)(di)電容降低(di)(di)了地線影響(xiang)，可以使用更長的(de)地線。
有源FET探(tan)頭(tou)沒有無源探(tan)頭(tou)的電壓范圍。有源探(tan)頭(tou)的線(xian)性動態范圍一般在(zai)±0.6V到±10V之(zhi)間(jian)。
③有源差分探頭
差(cha)分信(xin)號是(shi)(shi)互相(xiang)參(can)考，而不是(shi)(shi)參(can)考接地的(de)(de)信(xin)號。差(cha)分探頭(tou)可(ke)測量浮(fu)置器件(jian)的(de)(de)信(xin)號，實質上它是(shi)(shi)兩個對稱(cheng)的(de)(de)電壓(ya)探頭(tou)組成(cheng)，分別對地段(duan)有良好絕緣和(he)較高阻抗。差(cha)分探頭(tou)可(ke)以在(zai)更(geng)寬的(de)(de)頻(pin)率范(fan)圍內提(ti)供很高的(de)(de)共模抑制(zhi)比（CMRR）。
3、電流探頭
電(dian)(dian)流(liu)(liu)探(tan)頭可(ke)以精確(que)測得電(dian)(dian)流(liu)(liu)波(bo)形，方法是采用電(dian)(dian)流(liu)(liu)互感(gan)器輸入，信號電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁通經互感(gan)變壓(ya)器變換(huan)成電(dian)(dian)壓(ya)，再(zai)由探(tan)頭內(nei)的(de)放(fang)大(da)器放(fang)大(da)后送到示波(bo)器。
①交流電流探頭
交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)在互(hu)感器(qi)中，隨著電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)方向的變(bian)化，產生電(dian)(dian)場的變(bian)化，并(bing)感應出電(dian)(dian)壓。交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)探頭屬(shu)于無源設備，無需外接供電(dian)(dian)。
②直流電流探頭
傳統電(dian)流(liu)(liu)探頭(tou)只能(neng)測量交流(liu)(liu)交流(liu)(liu)信號，因為穩定(ding)的直流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)不(bu)能(neng)在(zai)互感器(qi)中感應電(dian)流(liu)(liu)。然而，利用霍爾效(xiao)應，電(dian)流(liu)(liu)偏(pian)流(liu)(liu)的半導體設備將產生與直流(liu)(liu)電(dian)場對應的電(dian)壓。所以，直流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)探頭(tou)是(shi)一種(zhong)有源設備，需要外接(jie)供電(dian)。
所以電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)基(ji)本(ben)上分(fen)成兩類：即AC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)和AC/DC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)，AC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)通(tong)常是無(wu)源(yuan)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)，AC/DC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)通(tong)常是有源(yuan)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)。
4、邏輯探頭
使用示波(bo)器觀察分析數字(zi)(zi)波(bo)形的模擬(ni)特點(dian)時，需要用到(dao)邏輯(ji)探頭，為隔離確(que)切地成因，數字(zi)(zi)設計人員通常(chang)需要查看(kan)在具體邏輯(ji)條(tiao)件下發(fa)生的特定數據脈(mo)沖(chong)，這要求邏輯(ji)觸發(fa)功能。
5、其他探頭
由于(yu)示波器(qi)的(de)應(ying)用范圍十(shi)分廣(guang)泛，所以除了上述的(de)探頭類(lei)型外(wai)還有(you)各種專用探頭，這些專業探頭根據其(qi)前端傳感器(qi)的(de)不同而(er)有(you)不同的(de)功用。
①光電探頭
光電(dian)探頭(tou)在(zai)原理上是(shi)普通(tong)電(dian)壓探頭(tou)與光電(dian)轉換器(qi)(qi)件的組合(he)，可直(zhi)接測量光器(qi)(qi)件和光纖(xian)傳輸(shu)的光信號。
②溫度探頭
溫(wen)度(du)(du)探(tan)頭(tou)(tou)是普(pu)通電(dian)壓(ya)探(tan)頭(tou)(tou)與溫(wen)度(du)(du)傳感器(qi)的(de)組合(he)，可(ke)直接測(ce)量物(wu)體的(de)溫(wen)度(du)(du)。溫(wen)度(du)(du)探(tan)頭(tou)(tou)屬傳感器(qi)探(tan)頭(tou)(tou)的(de)一種，各(ge)種傳感器(qi)探(tan)頭(tou)(tou)與示波器(qi)配合(he)可(ke)測(ce)量多種物(wu)理量。
二、示波器探頭怎么選擇
1、選擇適當的探頭
由于廣泛的(de)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器測量應用和需求，市場(chang)上(shang)可供選(xuan)擇(ze)的(de)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器探頭(tou)(tou)很多，因此(ci)探頭(tou)(tou)選(xuan)擇(ze)過程很容易引起混淆。為減少大量的(de)混淆及縮小選(xuan)擇(ze)過程，應一直遵守示(shi)(shi)(shi)波(bo)器制造商的(de)探頭(tou)(tou)建議，這一點(dian)非常重要(yao)！因為不(bu)同的(de)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器是(shi)有不(bu)同的(de)帶寬、上(shang)升時間、靈敏(min)度和輸入阻抗(kang)。充分利用示(shi)(shi)(shi)波(bo)器的(de)測量功能要(yao)求探頭(tou)(tou)要(yao)與示(shi)(shi)(shi)波(bo)器的(de)設計相匹配(pei)。
2、根據測量需求選擇
此(ci)外，探(tan)頭選擇過(guo)程應考慮測(ce)量(liang)需求。您(nin)要測(ce)量(liang)哪些(xie)項目？是電壓？電流？還是光信號？通過(guo)選擇適(shi)合(he)信號類型的探(tan)頭，可以更快地獲得直接測(ce)量(liang)結果。
3、根據信號幅度選擇
另外，要考慮測量(liang)(liang)的(de)信(xin)號(hao)幅度。它們(men)是否位于示波(bo)(bo)(bo)器的(de)動(dong)態范(fan)圍(wei)內(nei)？如果不是，必需選(xuan)擇可以調節動(dong)態范(fan)圍(wei)的(de)探頭。一般來說，這(zhe)通過(guo)使用10X或(huo)(huo)更(geng)高的(de)探頭進(jin)行(xing)衰減來實現。要保證(zheng)探針(zhen)上(shang)(shang)的(de)帶寬(kuan)或(huo)(huo)上(shang)(shang)升時間(jian)應(ying)超過(guo)計劃(hua)測量(liang)(liang)的(de)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)或(huo)(huo)上(shang)(shang)升時間(jian)。要記住，非正弦(xian)曲線信(xin)號(hao)具有重要的(de)頻(pin)率(lv)成(cheng)分或(huo)(huo)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)，其可能(neng)會在很大(da)程(cheng)度上(shang)(shang)超過(guo)信(xin)號(hao)的(de)基頻(pin)。例如，為(wei)了(le)測量(liang)(liang)包括100MHz方形(xing)波(bo)(bo)(bo)的(de)第(di)5個諧(xie)波(bo)(bo)(bo)，您(nin)需要探針(zhen)上(shang)(shang)的(de)帶寬(kuan)為(wei)500MHz的(de)測量(liang)(liang)系統。類似(si)的(de)，示波(bo)(bo)(bo)器系統的(de)上(shang)(shang)升時間(jian)應(ying)該比計劃(hua)測量(liang)(liang)的(de)信(xin)號(hao)上(shang)(shang)升時間(jian)快3-5倍(bei)。
4、盡量選高電阻低電容探頭
另外，應一直考慮示波器探(tan)(tan)(tan)頭可(ke)能(neng)導致的信號負載。盡(jin)量(liang)使用高(gao)電阻、低電容探(tan)(tan)(tan)頭。對大多數(shu)應(ying)(ying)用，帶有20pF或更(geng)低電容的10M探(tan)(tan)(tan)頭應(ying)(ying)為信號源負載提供充足的保證(zheng)。但是，對某(mou)些(xie)高(gao)速數(shu)字(zi)電路，您可(ke)能(neng)需要轉向有源探(tan)(tan)(tan)頭提供較低的電容。
