盘点示波器探头的重要知识点

各位做硬件的朋友们，你们工作中最常用的仪器是什么呢？我想每个人心里都会想起一个名字，那就是今天我们要来讲讲的，这一个工我们都离不开的“神器”——示波器！

 

对我们电子工程师来说，示波器就像是我们的眼睛。在调试电路的过程中，是必不可少的，占据着最为重要的地位。

而探头作为连接被测电路与示波器输入端的电子部件，常常被遗忘。但是探头对示波器测量却至关重要，如果探头用的不好，示波器会看到失真的信号，可能会得到误导性或者错误的测量结果，进而影响项目进度。

所以今天我们就来盘点示波器探头的一些重要知识点，希望大家在今后的使用过程中，能多多关注探头。

 

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示波器探头的×1和×10

当我们选择X1档时，信号是没有经过衰减进入示波器的；而选择X10档时，信号是衰减10倍进入示波器的。

 

如果是对于未知信号，最好使用X10档，以免烧坏仪器。当测量晶振等内阻较大，输出阻抗大的线路时，也最好使用X10档，这样可以获得比较精确的幅度值。

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探头的带宽和示波器带宽的区别

探头和示波器的带宽定义是一样的，带宽所指的频率是正弦波信号衰减到-3dB时的频率。

探头带宽和示波器带宽单纯以参数来说，是没有关系的。而在选择示波器和探头的时候，必须要以示波器的带宽来考虑该选什么带宽的探头，探头的带宽必须大于示波器才能发挥示波器的带宽，否则信号在经过探头后就被衰减了，示波器带宽再高也测试不到。

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探头的频率特性

大多数无源探头在1:1衰减时只有6MHz~20MHz的上限截止频率，而产品号称的上限截止频率一般是指在10:1衰减时测得的。这表示，如果你使用一个100MHz 模拟带宽的示波器，配备了150MHz的无源探头，那么如果你使用1:1衰减，整个示波器系统就只有 6MHz~20MHz的模拟带宽。只有你选择了10:1衰减，才会发挥探头的带宽，使整个示波器系统带宽达到 100MHz。

10:1衰减器可以提高频率上限，这是因为探头内部做了频率补偿。在低频处，其衰减率可以设计成 0.1倍，而在高频处，则可以设计成0.1~1倍，若这种过渡被设计成平滑的，并且与原本的高频衰减成补偿关系，那么高频信号就得到了补偿，使得带宽得以扩大。

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接地方式的选择

一般情况下，示波器接地使用的是接地夹线。这种接地方式虽然简单便捷但却不够准确。

 

接地夹线示意图

这是因为接地夹线比较长，就会形成一个寄生电感Lgnd，夹线越长，电感越大。此处的回路电感和示波器探头的输入电容Cin发生谐振，将会导致示波器的幅频特性变得不平坦，导致测量不准确。下图是使用接地夹时的等效电路。

接地夹线等效电路图

下图是用该等效电路仿真出的频谱特性曲线：

频谱特性曲线

我们可以看出，在60MHz以上的频率，幅度产生了超过3dB的过冲，而在100M左右时，过冲达到最大幅度。所以若采用地夹，测量超过60MHz的信号会产生较大的失真。所以更为准确的方法是采用接地弹簧，它具有非常小的电感，可以大大提升探头的带宽。

接地弹簧示意图

以上就是在使用示波器探头的时候,需要关注的一些重要知识点了。

在我们日常的工作中，千万不能小看了示波器探头。探头连接了被测电路和示波器，没有探头，示波器都无法工作。只有掌握了探头的这些知识，才能轻松诊断电路，轻松得到准确的测量数据。

原文标题：不容小觑的探头！

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责任编辑：haq