无源探头和有源探头哪个更适合高速信号？

在实际测量中，无源探头和有源探头哪个更适合高速信号呢?今天我们就用一则实例来为大家讲解一下。

我们先来观察一下用600MHz无源探头和1.5GHz有源探头测试1ns上升时间阶跃信号的影响。使用脉冲发生器产生一个1ns的阶跃信号，通过测试夹具后，使用SMA电缆直接连接到一个1.5GHz带宽的示波器上，这样示波器上会显示一个波形(如下图中的兰色信号)，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直连的波形因为受探头负载的影响而变成黄色的波形，探头通道显示的是绿色的波形。然后分别测试上升时间，可以看出无源探头和有源探头对高速信号的影响。

图：无源探头和有源探头对被测信号和测量结果的影响

具体测试结果如下：

使用1165A 600MHz无源探头，使用鳄鱼嘴接地线：受探头负载的影响，上升时间变为：1.9ns;探头通道显示的波形存在振铃，上升时间为：1.85ns;

使用1156A 1.5GHz有源探头，使用5cm接地线：受探头负载的影响较小，上升时间仍为：1ns;探头通道显示的波形与原始信号一致，上升时间仍为：1ns。

单端有源探头结构图如下，使用放大器实现阻抗变换的目的。单端有源探头的输入阻抗较高(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，但是价格相对较高(一般每根探头达到同样带宽示波器价格的10%左右)，动态范围较小(这个需要注意，因为超过探头动态范围的信号，不能正确测试。一般动态范围5V左右)，比较脆弱，使用需小心。

图：有源探头结构

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审核编辑 黄宇