示波器探头测量理图解
示波器的差分信号测量
示波器的差分信号测量初步介绍差分测量、放大器类型、应用及怎样避免常见错误当存在500 mVp-p、60 Hz 的共模噪声时，使用传统示波器探头不能测量模拟的4 mVp-p 心跳波形（上图）。
差分放大器则可以从噪声中提取信号。
引论所有测量都是两点测量人们一直在一条电路的两点之间测量电压，不管是使用电压表还是使用示波器。
当示波器探头接触电路中的一点时，即使没有连接地线，通常也会在显示器上出现波形。
在这种情况下，测量的参考点是经过示波器机箱的安全接地通往电路中的电气地。
数字电压表通过两个探头测量两点之间的电位。
由于这两个探头是彼此隔离的，因此这两点可以位于电路中任何地方。
但情况并不总是如此。
在数字电压表出现前，人们使用VOM（万用表）手持式仪表测量“浮动”电路。
由于这些仪表是无源的，因此它们往往会给被测电路带来负荷。
使用高阻抗VTVM（真空管电压表），可以执行侵入性较小的测量。
VTVM 有一个重大的局限性，即其测量总是以地为参考点。
VTVM外壳接地，并连接到参考引线上。
由于固态增益电路的问世，高性能电压表可以与地线隔离，从而可以执行浮动测量。
目前的大多数示波器，如老式VTVM，只能测量以大地为参考点的电压，地线则连接到示波器机箱上。
这称为“单端”测量，探头地线提供了参考通路。
遗憾的是，有时这种局限性会降低测量的完整性，或不可能进行测量。
如果被测电压位于两个电路节点之间而且这两点均未接地，那就不能使用传统的示波器探测技术。
常见的实例是测量开关电源中的栅极驱动信号（参见图1）。
像普通电话线路中的那种平衡信号（在两条引线之间，且没有地回路）是不能直接测量的。
我们将会看到，甚至某些“以地为参考”的信号也不能如实地使用单端技术来测量。
如果地线不成其为地线我们都听说过“接地环路”，书本上教我们避免“接地环路”。
但接地环路是怎样破坏示波器测量的呢？当两条或多条单独的接地通路聚结于两点或多点时，将会产生接地环路。
其结果是导体连成了一个环。
示波器及探头使用
示波器及探头使用公司目前使用的示波器以数字示波器为主，分为两类，一类是福禄克（FLUKE）数字示波器，另一类是泰克（Tektronix ）,另外还有一台建伍（KENWO0D）模拟示波器。
示波器在生产和研发中都是非常重要的一种仪器，而且也是非常昂贵的一种仪器，所以正确使用示波器不仅能提高工作效率，也能减小对示波器的不合理损耗。
一、示波器基础知识♦什么叫示波器？示波器本质上是一种图形显示设备，它描绘电信号的图形曲线。
在大多数应用中，呈现的图形能够表明信号随时间的变化过程：垂直（Y）轴表示电压，水平（X）轴表示时间。
有时称亮度为Z轴。
这一简单的图形能够说明信号的许多特性，例如：信号的时间和电压值振荡信号的频率信号所代表电路的“变化部分” 信号的特定部分相对于其他部分的发生频率是否存在故障部件使信号产生失真信号的直流值（DC）和交流值（AC）信号的噪声值和噪声是否随时间变化。
♦波形测量频率和周期不断重复的信号具有频率特性。
频率的单位是赫兹（Hz）,表示一秒时间内信号重复的次数。
成为周期每秒。
重复信号也具有周期特性，即信号完成一个循环所需要的时间量。
周期和频率互为倒数关系，即1/ 周期等于频率，同理1/ 频率等于周期。
电压电压是电路两点间的电势能或信号强度。
有时把地线或零电压作为参考点。
如果测量的是波形从最高峰值到最低峰值的电压值，则称为电压的峰值- 峰值。
幅度幅度是指电路两点间电压量。
幅度通常指被测信号以地或零电压为参考时的最大电压。
其他有些示波器还提供了测量相位、占空比、延时、上升时间等的功能。
♦示波器的分类模拟示波器本质上，模拟示波器工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。
示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT。
电子束投到荧幕的某处，屏幕后面总会有明亮的荧光物质。
当电子束水平扫过显示器时，信号的电压是电子束发生上下偏转，跟踪波形直接反映到屏幕上。
在屏幕同一位置电子束投射频度越大，显示得也越亮。
示波器探头基础知识
ScopeArt先生”团队成员示波器探头是示波器使用过程中不可或缺的一部分，它主要是作为承载信号传输的链路，将待测信号完整可靠的传输至示波器，以进一步进行测量分析。
很多工程师很看重示波器的选择，却容易忽略对示波器探头的甄别。
试想如果信号经过前端探头就已经失真，那再完美的示波器所测得的数据也会有误。
所以正确了解探头性能，有效规避探头使用误区对我们日常使用示波器来说至关重要！1对于DCL，寄图1探头等。
?图2 无源探头示意图无源探头一般使用通用型BNC接口与示波器相连，所以大多数厂家的无源探头可以在不同品牌的示波器上通用（某些厂家特殊接口标准的探头除外），但由于示波器一般无法自动识别其他品牌的探头类型，所以此时需要手动在示波器上设置探头衰减比，以保证示波器在测量时正确补偿探头带来的信号衰减。
图3所示为日常最为常见的一类无源探头原理示意图，它由输入阻抗Rprobe、寄生电容Cprobe、传输导线（一般1至1.5米左右）、可调补偿电容Ccomp组成。
此类无源探头一般输入阻抗为10M?，衰减比因子为10：1。
?图3Vscope衰减因子?图4 R&S RT-ZH10高压探头还有一类无源探头，其衰减比为1：1，信号未经衰减直接经过探头传输至示波器，其耐压能力不及其它无源探头，但它具备测试小信号的优势。
由于不像10：1 衰减比探头那样信号需要示波器再放大10倍显示，所以示波器内部噪声未放大，测量噪声更小，此类更适用于测试小信号或电源纹波噪声。
图5 R&S HZ-154 1:1/10:1可调衰减比无源探头无源传输线探头是另一类特殊的无源探头，其特点是输入阻抗相对较低，一般为几百欧姆，支持带图650??图需要注意的是，由于传输线探头的低阻抗，它的负载效应会比较明显。
因此，此类探头仅适用于与低输出阻抗（几十至100欧姆）的电路测试。
对于更高输出阻抗的电路，我们可以选择使用高阻有源探头的方案，将在后续详述。
示波器探头的基本知识
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Leabharlann 第三, 信號源的幅度(最大,最小值) 信號源的幅度考慮也非常重要, 用很大量程的探 頭來測試小信號,一是精確度 的考慮,二是大才小用, 如果信號源的幅度很大,超 過了探頭的承受能力,就會 損壞探頭. 第四 物理連接考慮因素 1.方便連接 2.安全方面考慮 3.連接線太長會引入干擾
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7.CMRR(共模抑制比): 這個參數是指差分探頭的一個最重 要的指標. CMRR會隨頻率的提高而下降. CMRR=Ad(差分信號電壓增益)/Ac(共模信號電壓增益)
8. 傳播延遲: 傳播延遲是探頭器件及信號通過這些器件從 探針傳送到示波器連器所需要時間的函數.通常情況傳播延 遲是由於探頭的電纜導致的.
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3)該探頭的量程是 DC15A current 和 50A peak pulse current. 這個量程在我們的測試中很容易突破,所以需要非 常小心.用該探頭測試輸入電流時,一般在正常工作時其電流 是不會超過15A的,但在開機的瞬間,inrush current會遠遠 高于50A, 達到200多A,甚至超過300A. 所以在做這樣的測 試時需要先將探頭取下,待電源工作穩定以後再加入探頭.
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2)無源探頭的地線是同示波器的大地連接在一起的. 示 波器廠商設計該類探頭就只是用于測試以大地為參考點 的信號,不能測試電源一次側的信號.雖然我們的示波器 都是把地線剪掉了的,這就相當于示波器變成了一個浮 地的設備,變得可以測試一次側的信號,但是從準確性,安 全性方面來說都是欠妥的.在我們部門出現過用10X電 壓探棒測試二次側電壓跟100X電壓探棒測試輸入AC電 壓,結果把100X電壓探棒的接地線瞬間燒斷的事故.如果 需要同時監測一次,二次側的信號的情況,一次側請用差 分探棒. 3)探頭在使用的過程中要注意輕拿輕放,因為10X探棒的 接地線比較細,非常容易折斷.
示波器探头补偿原理-为什么要对探头进行校准
示波器探头补偿原理示波器输入电阻示波器探头无法将电路信号送入示波器，咋一想，似乎直接连起来就能用了吧。
但是我们使用万用表测量示波器探头两端的电阻，居然有将近9M欧姆这么多，如下图所示:万用表测量探头X10档两端电阻而我们来看示波器，细心的朋友们会发现在示波器的BNC输入接口旁边一般都标记有1MΩ的对地输入电阻参数。
很多人可能不理解这个是代表了什么。
STO1104C示波器BNC输入接口其实，在使用示波器探头测量电路的时候，由于不希望示波器探头的接入而改变被测电路本身的工作状态，因此示波器探头一定是高阻的，即输入阻抗比较大（兆欧级别）。
而示波器是有一定的电压输入范围的，但是不同的测量场合又会有不同的电压，所以示波器探头会有不同的衰减比（1X，10X，100X……）。
那么最简单的信号衰减实现就是电阻分压，如下图所示：图中，R1为示波器探头上的电阻，R in为示波器的输入电阻。
一般R in = 1MΩ，100X下为R1 = 99 MΩ，10X下R1 = 9MΩ，而1X下理论上应该为0Ω，但实际上R1约为几百欧，一般在300欧以内万用表测量探头X1档两端电阻示波器输入电容那么按照上面介绍的电阻分压电路是不是示波器就能用了呢？不是的。
大家都知道，实际中，任何电路都不是理想电路，或多或少都有寄生参数。
示波器与示波器探头的接口也不例外。
由于示波器接口需要同时将信号与GND连接到示波器探头上（如下图所示，一般外圈的金属是GND，可以起到与外部屏蔽的作用，内部的金属为输入信号），因此，输入的信号和GND之间就形成了电容。
无论怎样改进示波器接口的设计，都无法消除示波器的输入电容的寄生参数。
一般示波器的输入电容典型值为15pF，14pF，12pF的都有，图中所示为14pF。
有R又有C，这不就是RC低通滤波器吗？我们算下这个RC电路的截止频率。
考虑10X的档位，R1 = 9MΩ，R in = 1MΩ，C in = 14pF ，截止频率为这样一来，凡是高于12.64kHz的信号都被衰减到不能看了。
(有图)示波器探头原理及种类.pdf
示波器探头原理及种类（1）任何使用过示波器的人都会接触过探头，通常我们说的示波器是用来测电压信号的（也有测光或电流的，都是先通过相应的传感器转成电压量测量），探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。
大部分人会比较关注示波器本身的使用，却忽略了探头的选择。
实际上探头是介于被测信号和示波器之间的中间环节，如果信号在探头处就已经失真了，那么示波器做的再好也没有用。
实际上探头的设计要比示波器难得多，因为示波器内部可以做很好的屏蔽，也不需要频繁拆卸，而探头除了要满足探测的方便性的要求以外，还要保证至少和示波器一样的带宽，难度要大得多。
因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的，又过了一段时间探头才出来。
要选择合适的探头，首要的一点是要了解探头对测试的影响，这其中包括2部分的含义：1/探头对被测电路的影响；2/探头造成的信号失真。
理想的探头应该是对被测电路没有任何影响，同时对信号没有任何失真的。
遗憾的是，没有真正的探头能同时满足这两个条件，通常都需要在这两个参数间做一些折衷。
为了考量探头对测量的影响，我们通常可以把探头模型简单等效为一个R、L、C 的模型，把这个模型和我们的被测电路放在一起分析。
首先，探头本身有输入电阻。
和万用表测电压的原理一样，为了尽可能减少对被测电路的影响，要求探头本身的输入电阻Rprobe要尽可能大。
但由于Rprobe不可能做到无穷大，所以就会和被测电路产生分压，实际测到的电压可能不是探头点上之前的真实电压，这在一些电源或放大器电路的测试中会经常遇到。
为了避免探头电阻负载造成的影响，一般要求Rprobe要大于Rsource和Rload的10倍以上。
大部分探头的输入阻抗在几十k欧姆到几十兆欧姆间。
其次，探头本身有输入电容。
这个电容不是刻意做进去的，而是探头的寄生电容。
这个寄生电容也是影响探头带宽的最重要因素，因为这个电容会衰减高频成分，把信号的上升沿变缓。
通常高带宽的探头寄生电容都比较小。
示波器探头原理
示波器探头原理示波器探头是示波器中的一个重要部件，它的作用是将被测信号转换成示波器可测量的电压信号。
在示波器测量中，探头起着至关重要的作用，正确的选择和使用探头可以保证测量结果的准确性和可靠性。
本文将介绍示波器探头的原理，帮助读者更好地理解示波器探头的工作原理和选择使用。
首先，我们来了解一下示波器探头的基本结构。
一般来说，示波器探头由接地线、信号引线、衰减器、补偿器和接口等部分组成。
接地线用于连接被测电路的地，信号引线用于连接被测信号的输入端，衰减器用于将被测信号进行衰减，补偿器用于调节探头的频率响应，接口则用于连接示波器主机。
接下来，我们来详细介绍一下示波器探头的工作原理。
当被测信号通过信号引线输入到探头时，首先经过衰减器进行衰减，然后再经过补偿器进行补偿，最后通过接口输入到示波器主机。
衰减器的作用是将被测信号的幅值降低到示波器可测量的范围内，以保护示波器主机不受过大的输入信号影响。
补偿器的作用是校正探头的频率响应特性，使得探头在不同频率下都能够准确地传输信号。
在选择使用示波器探头时，需要考虑被测信号的频率范围、幅值范围和波形特性等因素。
不同的探头具有不同的频率响应特性和衰减比，因此在选择探头时需要根据实际测量需求进行合理选择。
另外，还需要注意探头的接地方式，接地方式的选择会对测量结果产生影响，需要根据具体情况进行合理选择。
总之，示波器探头作为示波器中的重要部件，具有重要的测量作用。
正确的选择和使用探头可以保证测量结果的准确性和可靠性。
希望通过本文的介绍，读者能够更好地理解示波器探头的工作原理和选择使用，从而更好地应用示波器进行信号测量。
数字示波器使用方法ppt课件
钮选择到“频率”，然后按“添加测量”或按 Entry旋
钮可编都辑课可件P以PT 。
30
要停止一项或多项测量，可按下【清除 测量值】软键，选择要清除的测量，或 按下全部清除。清除了所有测量值后， 如果再次按下【Meas】（测量），则 默认测量是频率和峰-峰值。
可编辑课件PPT
31
全部快照功能 全部快照在“类型”的最上部，选择
数字示波器操作使用方法
可编辑课件PPT
1
用什么线？ 用右边抽屉里的导线
可编辑课件PPT
2
红夹子与内芯连通
黑夹子与外壳连通 可编辑课件PPT
3
探头地线
探头信号 线测试钩
探头补偿 电容调节
探头衰减开关
无源电压探头 可编辑课件PPT
4
可编辑课件PPT
5
可编辑课件PPT
6
示波器简易使用方法
可编辑课件PPT
2KHz，峰峰值20mvpp的正弦波，按下【Auto Scale】
键后示波器上显示的波形可编辑课件PPT
48
在之前波形的基础上需要做如下设置
调整“水平缩放旋钮”出现模糊的波形
可编辑课件PPT
49
调整“垂直分度切换旋钮”适当调大波形
可编辑课件PPT
50
选择【Mode/Coupling】（触发耦合模式选择）键，根据 信号的具体情况选择“噪可声编辑抑课件制PP”T 或“高频抑制”模式51。
示波器开机时默认衰减比为10：1，根据我们实验 中所使用的示波器探头可编，辑课需件PP要T 调节衰减比为1:1。11
选择比率 可编辑课件PPT
12
符号 变亮时，按下 和旋转操作旋钮才有作
用
旋转Entry旋钮将衰减比设为1：1
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示波器探头测量原理图解
在进行电子制作的时候，我们免不了要使用各种各样的测试仪器，而其中比较常用的的一种就是示波器了。
使用示波器的时候，我们使用探头来测量时间、频率和电压值等物理量。
但是你是否有想过，探头是如何测量这些物理量呢？
要想弄明白这个问题，我们就必须要先将示波器探头拆开，来看一看里面都有些什么东西。
在连接示波器的一段，是一个BNC接口，如果你不用BNC接头而是直接用两根线将信号引入示波器的话，你会注意到信号发生失真，一个方波进去，显示出一个锯齿波！这是为什么呢？
示波器一般都是较高的输入阻抗，以降低对被测电路的影响。
所以你会在探头BNC接口的后面看到一个1M欧姆的电阻或类似的电路。
这
样有好处也有缺点，外部较小的电容值也会使得输入处形成一个滤波器，从而使得被测波形失真。
如何解决这个问题就要看探头的处理方式了！
一般来说，示波器的探头都会用一个并联的可调电容器来抵消掉这部分线缆的影响。
有些补偿电容器可以让我们自己调节，并选择最好的效果。
示波器上都会有一个方波源，我们将探头钩在信号源上，并调节电容器以使得屏幕上显示出来的方波成为最标准的“方波”。
电容量过大会使得探头形成低通滤波器，而相反则变成高通滤波器。
因此要仔细调节才行。
未调整好的探头测试到的方波
而探头上一般还会有一个衰减器，对被测信号进行衰减。
其倍数一般为10倍。
1V的信号进去，显示出100mV。
部分示波器可以自动识别探头的状态并显示正确的数值。
探头利用高阻抗的特性来保证电路不受到测量部分的干扰，但有些时候我们需要以低阻抗的测试方式来对某些电路进行测量。
比如50欧姆阻抗的射频输出电路，对于有50欧姆阻抗测量功能的机器来说，这就是按一下按键的问题；但是对于普通的示波器来说，这时候探头就不适合测量了。
你需要用BNC三通和50欧的末端电阻来进行匹配，并在另一端直接连接到50欧姆的输出端。
对于很多爱好者来说，这些内容都是非常简单却又很少去思考的问题。
其实我们身边的测量仪器都是一样，日常使用时我们很少去注意他们的原理，但你想把他们用好？需要一番思考！。