一文看懂示波器标配的探头
示波器电流探头的相关指标介绍
示波器电流探头的相关指标介绍示波器电流探头是一种用于测量电路中电流值的仪器，它能够将电路中的电流信号转换为示波器能够显示的电压信号。
这种探头通常由感应环、步进补偿器、衰减电阻和输出端口等部分组成。
在使用示波器电流探头时，我们需要了解相关的指标以确保其能够满足测量需求。
1.带宽：带宽是指示波器电流探头可信度范围内的最高频率。
当电流的频率高于探头的带宽时，探头的输出信号会出现衰减和失真。
因此，带宽是一个非常重要的指标。
通常，带宽的标称值是指探头能够提供准确输出的频率范围。
2.输入电阻：输入电阻是指示波器电流探头对电流信号的负载能力，它决定了电路中电流的测量精度。
输入电阻越大，对电路产生的影响越小，测量结果越准确。
常见的示波器电流探头的输入电阻通常在几十到几千欧姆之间。
3.磁场抗干扰能力：示波器电流探头在测量电流时，通常会受到周围磁场的干扰。
磁场抗干扰能力是指探头对磁场的抗干扰能力，它影响着示波器电流探头的测量精度。
较好的示波器电流探头应该具有较高的磁场抗干扰能力，以保证测量结果的准确性。
4.隔离：示波器电流探头与示波器之间需要有一定的隔离，以保护仪器和操作人员的安全。
隔离通常通过传输电流信号的光纤或者磁性屏蔽来实现。
较好的示波器电流探头应该具有较高的隔离性能，以确保在测量中不会发生电源泄漏等问题。
5.准确度：准确度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的真实值之间的偏差程度。
准确度包括静态准确度和动态准确度两个方面。
静态准确度是指在稳态工作条件下的准确度，动态准确度是指在电流变化较快的瞬态工作条件下的准确度。
通常，准确度是示波器电流探头的重要指标之一，较好的示波器电流探头应该具有较高的准确度。
6.输出灵敏度：输出灵敏度是指示波器电流探头的输出信号与被测电流的变化关系。
输出灵敏度越高，表示探头能够感测到较小的电流变化。
常见的输出灵敏度有几个级别，如1mV/A、10mV/A等。
输出灵敏度需要根据具体的测量要求来确定。
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。
示波器有源无源电压探头的区分及操作规程
示波器有源无源电压探头的区分及操作规程示波器有源无源电压探头的区分一、无源电压探头1、无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。
探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。
无源探头一般是最坚固、性价比高的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。
2、高阻无源电压探头从实际需要启程，使用较多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。
无源电压探头为不同电压范围供应了各种衰减系数1TImes；，10TImes；和100TImes；。
在这些无源探头中，10TImes；无源电压探头是常用的探头。
对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用，1×探头可能要比较适合，甚至是必不可少的。
在低幅度和中等幅度信号混合（几十毫伏到几十伏）的应用中，可切换1×/10×探头要便利得多。
但是，可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头，不仅其衰减系数不同，而且其带宽、上升时间和阻抗（R和C）特点也不同。
因此，这些探头不能与示波器的输入完全匹配，不能供应标准10×探头实现的较优性能。
3、低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。
而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，接受匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。
这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）。
4、无源高压探头“高压”是相对的概念。
从探头角度看，我们可以把高压定义为超过典型的通用10×无源探头可以安全处理的电压的任何电压。
高压探头要求具有良好的绝缘强度，保证使用者和示波器的安全。
二、有源电压探头1、有源探头有源探头包含或倚靠有源器件，如晶体管。
常见的情况下，有源设备是一种场效应晶体管（FET），它供应了特别低的输入电容，低电容会在更宽的频段上导致高输入阻抗。
示波器探头
示波器探头1. 简介示波器探头（也称为测量探头）是示波器电子设备中的一个重要组成部分，用于连接被测电路和示波器，将电路上的信号转换为示波器可以显示和分析的电压波形。
探头的设计与性能直接影响着示波器的测量准确性和灵敏度。
本文将介绍示波器探头的基本原理、结构和使用方法，并介绍一些常见的示波器探头类型及其特点。
2. 基本原理示波器探头的基本原理是通过在被测电路上插入一个高阻抗的输入电路，将电路上的信号采集到探头中，并通过电缆传输到示波器输入端。
探头在信号采集过程中应尽量不改变被测电路的特性，避免对被测电路造成影响。
为了满足高阻抗和低串扰的要求，示波器探头通常采用共模抑制和差模传输技术。
共模抑制可以抑制干扰信号对被测信号的影响，而差模传输可以将两个相等但反向的信号进行差分处理，提高信号的传输质量。
3. 结构和类型示波器探头的结构通常包括探头头部、探头主体和连接线。
探头头部是用于与被测电路接触的部分，需要具有良好的接触性能和适配不同电路的能力。
探头主体包含信号采集电路和阻抗转换电路，用于将被测信号转换为示波器可以接收的电压波形。
连接线负责将采集到的信号传输到示波器输入端。
根据不同的应用场景和测量需求，示波器探头可以分为以下几种常见类型：3.1 被动探头被动探头是最常用的示波器探头类型之一，也是最基本的探头类型。
它采用被动元件（如电阻、电容和电感等）作为信号采集电路，主要用于测量幅值较小的低频信号。
被动探头具有简单、易用和低成本的特点，但在高频和大幅值信号测量时，性能可能会受到限制。
3.2 主动探头主动探头是专门用于测量高频和大幅值信号的示波器探头。
它通过在探头主体中增加放大器电路，将被测信号放大后再传输到示波器输入端。
主动探头具有较高的输入阻抗和增益，可以在保持信号完整性的同时提高测量精度和灵敏度。
3.3 差分探头差分探头是用于测量差分信号的示波器探头。
它通常由两个采样通道和一个差分放大器组成，将两个信号进行差分放大后传输到示波器输入端。
示波器差分探头原理
示波器差分探头原理示波器是测试电路波形的一种重要仪器，在信号测试中扮演着至关重要的角色。
而在进行微弱信号测试时，差分探头则是示波器的重要组成部分，因其可以差分信号的测试而而大大提升了信号的测试灵敏度。
差分探头是指两个探头之间存在差分电路的测量探头。
一般情况下，差分探头由两个对称的探头组成，一个探头连接被测器件的共地，另一个探头信号端则相应的连接到被测电线的两端，从而构成一个差分电路。
在使用差分探头时，可以将一方放在要检测的信号处，将另一方放置在测试仪表的地端上。
由于差分电路的特性，可以让我们测量出两个信号之间的差值，因此提高了信号的精确度和稳定性。
差分探头是一种测量微弱信号电压的理想工具，可用于稳压电源测试、开关电源测试、运放电路测试、高压电路测试等多种测试场合，如测量微小电压变化、微弱信号幅度、高精度波形分析等。
使用差分探头可以轻松解决脉冲信号、瞬态信号和漂移信号等测量难点，同时还可以消除测量信号中的共模噪声，提升了信号的测试效果。
差分探头的特点如下：1. 高精度：差分信号的测试可以避免信号共模干扰和电流释放等因素的影响，从而提高信号的测试精度。
2. 安全稳定：差分探头设计合理，能够承受高电压、高频率等多种测试环境，同时能够保护被测电路不受差分电路干扰。
3. 易于使用：差分探头只需要连接两个探头即可进行测量，不需要使用特殊的测试仪器或接线。
4. 广泛应用：差分探头可以应用在多种测试场合中，包括运放电路测试、开关电源测试、高压电路测试等。
在使用差分探头时，需要注意以下几点：1. 差分探头的输入阻抗应该与测试的电路保持一致或更高。
2. 差分探头不能接地测量，否则会引入共模干扰。
3. 因为差分电路是差分信号的测量，因此差分探头应该根据差分信号的特性进行选择。
总的来说，差分探头是一种高精度的测量工具，在微弱信号测试中的作用不可忽视。
通过使用差分探头可以消除共模干扰、提高信号测试精度，同时差分探头还具有安全稳定、易于使用和广泛适用等优点。
示波器探头种类的划分
怎样正确选择合适的示波器探头？示波器探头对测量结果的精确性事关重要，市场上提了成千上万种示波器探头，要是选用不当会对测量数据带来极大误差。
那么示波器探头有哪些种类呢？一、无源探头无源探头由导线和连接器制成，在需要补偿或衰减时，还包括电阻器和电容器。
探头中没有有源器件（晶体管或放大器），因此不需为探头供电。
无源探头一般是最坚固、最经济的探头，它们不仅使用简便，而且使用广泛。
二、高阻无源电压探头使用最多的是电压探头，其中高阻无源电压探头占最大部分。
无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数1×，10×和100×。
在这些无源探头中，10×无源电压探头是最常用的探头。
对信号幅度是1V峰峰值或更低的应用，1×探头可能要比较适合，甚至是必不可少的。
在低幅度和中等幅度信号混合（几十毫伏到几十伏）的应用中，可切换1×/10×探头要方便得多。
但是，可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头，不仅其衰减系数不同，而且其带宽、上升时间和阻抗（R和C）特点也不同。
因此，这些探头不能与示波器的输入完全匹配，不能提供标准10×探头实现的最优性能。
三、低阻无源电压探头大多数高阻无源探头的带宽范围在小于100MHz到500MHz或更高的带宽之间。
而低阻无源电压探头（又称为50欧姆探头、Zo探头、分压器探头）的频率特性很好，采用匹配同轴电缆的探头，带宽可达10GHz和100皮秒或更快的上升时间。
这种探头是为用于50欧姆环境中设计的，这些环境一般是高速设备检定、微波通信和时域反射计（TDR）四、无源高压探头“高压”是相对的概念。
从探头角度看，我们可以把高压定义为超过典型的通用10×无源探头可以安全处理的电压的任何电压。
高压探头要求具有良好的绝缘强度，保证使用者和示波器的安全。
五、有源探头有源探头包含或依赖有源器件，如晶体管。
(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。
示波器探头的分类
示波器探头的分类
示波器探头根据其用途和测量方式的不同，可以分为以下几类：
1. 电压探头：用于测量电路中的电压波形。
常见的电压探头有被动电压探头和主动电压探头两种。
被动电压探头通过被测电路产生的电压信号来测量，常用于低频和中频信号的测量；主动电压探头则内置放大器，可以对高频和微弱信号进行放大和处理。
2. 环流探头：用于测量电路中的电流信号，常用于测量交流电路中的电流波形以及功率的测量。
环流探头可以通过感应原理或者通过测量电阻压降来测量电流。
3. 逻辑分析探头：用于测量数字电路中的逻辑信号。
逻辑分析探头通常具有多个接触点，可以同时测量多个信号，用于解码和分析数字信号的波形。
4. 高频探头：用于测量高频信号的波形，常用于无线通信、雷达、微波等高频电路的测量。
高频探头通常具有宽频带、低损耗以及匹配特性。
5. 差分探头：用于测量差分信号的波形，常用于测量差分信号放大电路、差分接收器等。
需要根据测量的具体需求选择适合的探头，不同类型的探头适用于不同的测量场景。
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一文看懂示波器标配的探头
示波器标配探头看似简单，却是测量领域的高频问题，而网上的资料又太过零散。
此次我们将有关示波器标配探头的内部培训资料公开到微信平台上，大家可以收藏日后自查。
本文所述主要针对100M带宽~500M带宽示波器标配的探头，受限于篇幅，本文内容不涉及有源探头。
从问题的角度切入，简单回答一下工程师最常问到的一些问题。
1、不同品牌的探头可以互相用么？
一般分专用接口和通用接口。
如果是标准的BNC接口，并且带宽差别不大是可以的，但如果是专用接口（只要它在官网上的接口写的是乱七八糟的英文名字，则一般是专用接口），探头必须和示波器绑定，不同互相用的。
Tip：还是不建议买专用接口的探头，对于普通探头而言，一是没必要，因为本来就不需要供电；二是买以后更换示波器无形之中增加了替换成本（探头也要全换掉）。
2、同一品牌不同带宽的示波器探头可以互相用么？
不能，不同示波器标配的探头即使外形相似，但是带宽可能不同，这也大大影响探头的性能和成本。
高带宽示波器的探头在低带宽示波器上无法发挥价值，低带宽示波器的探头也无法充分发挥高带宽示波器的性能。
Tip：如ZDS2024Plus示波器标配的探头ZP1025Sa，其带宽最大为250M。
而ZDS4054Plus 示波器标配的探头ZP1050，其带宽约为600M。
如果使用ZP1025Sa连接500M带宽的示波器，则示波器的带宽只能在250M左右。
所以，不要在淘宝上随便买一根就行哦，一定要留意探头参数。
以ZP1025Sa为例，其具体参数如下：
3、为什么有些示波器标配的探头档位可调，有什么分别？
一般对于低带宽示波器（如200M带宽）来说标配探头档位可调，X1档和X10档主要有三个区别：
衰减区别：X1档位下信号不衰减，X10档位信号衰减为原来的1/10，因此此时需要在对应通道补偿衰减比例
带宽区别：X1档位由于没有电容补偿，带宽较小（10M左右），主要针对低频信号测量，而X10档位引入了电容补偿，带宽较大（大于200M）
耐压区别：X1档位最多耐压150VRMS，X10档位最多耐压300VRMS
4、如果示波器标配探头中没有可调档位，那么衰减比例是多少？
一般来说默认X10档位衰减，具体可以留意探头底部的圆形标签，也可以查阅探头包装中的datasheet。
Tip：探头包装里面的datasheet还是很重要的，可以拍照之后留在手机/电脑里，很多同学收到货之后马上就扔了。
5、示波器标配探头什么时候要调节补偿电容呢？
所有的示波器都会设置校准信号输出端子，用于调节补偿电容。
如果需要精确测量示波器的幅值，电容是一定要补偿良好的。
留意以下三种情况一般需要调节补偿：
1、新示波器刚刚开箱时一定要调；
2、非标配示波器探头混用时一定要调；
3、更
换通道时需要重新调。
6、如何进行补偿电容调节？
◆首先将探头的信号输出端与接地端连接到示波器前面板的校准信号输出端和接地端。
◆然后将探头衰减档位切换开关拨到×10档；调节示波器，使屏幕上显示2~3个信号周
期，并且使得信号幅值占据2至6格的垂直刻度。
◆最后用随探头附带的调节棒调节低频补偿调节孔，直到方波顶部最平坦，此时的探头就
是经过低频补偿的。
如下图所示。
7、示波器标配探头都有哪些配件，具体如何使用？
一般有鳄鱼夹、接地弹簧、色环、电容调节棒，这些小配件很有用，也是最考验不同示波器探头品质的。
鳄鱼夹：这个不用多说了，最常用、最方便的测量配件。
不过这种地线由于过长，环路面积比较大，不适用于测量高频信号，也容易引入干扰。
接地弹簧：精细、小巧，电感效应也很小。
可以用于高频信号测量、但是测起来不太方便，毕竟真的太小了，而且很容易找不到……Tip：淘宝很多卖得，块八毛就能买一个，也可以自己焊点线上去~
色环：用于挂在探头上区分不同通道，特别是使用多通道测量的时候，总是纠结探头和通道如何对应……
电容调节棒：这个就是调节电容补偿的时候用的，也可以用小的一字螺丝刀代替。
8、示波器探头带宽不同的核心原因是什么？
等效电容大小不同，决定探头可测信号频率不同。
9、如何理解示波器探头引入的负载效应？
探头的本质是负载，测量的本质是加载，这个意识一定要有。
每个示波器探头都有其输入阻抗，这个阻抗是特性阻抗，不仅仅是电阻，还包含了电容和电感等。
由于探头引入的额外负载，所以探头接入被测电路后，会从信号中汲取能量，实际上就会影响被测电路，最恶劣的后果就是电路本来是正常工作的，引入示波器探头后却不正常了，此时容易得出与事实相反的结论。
因此我们在进行分析测量时必须考虑到探头的负载特性及测试电路的阻抗匹配。
8、X1档位具体的结构模型是怎样的？
探头在×1档位时，信号直接进入示波器，这类探头在测试点处将其自身的电容（包括电缆的电容）与示波器的输入阻抗连在了一起，这就是探头的负载效应。
当信号频率升高时，探头的容性负载效应就变得更加显著。
x1档位输入电容通常为55±10pF，此时等同于在被测电路上加了一个低阻抗负载，在输入电容为50pF时，若测试10MHz 的信号，根据容抗计算公式：Xc(Cp) = 1/（2×π×f×C），此时容抗约为318Ω，且x1档时带宽较低，测试出的结果是不准确的。
9、X10档位具体的结构模型是怎样的？
下图是无源电压探头x10档的原理图，其中，Rp (9 MΩ)和C1位于探头尖端内，调节补偿电容C3使得探头和示波器通道RC乘积相匹配，这样就能保证显示出来的波形正常，不会出现过补偿或欠补偿状况。
此时示波器输入信号衰减为被测入信号的1/10。
对于较高频率的输入信号,容抗对于信号的影响会大于阻抗。
例如，探头在x10档时，输入阻抗为10MΩ，输入电容10pF，输入信号的频率为100MHz，此时，探头输入容抗为Xc(Cp) = 1/（2×π×f×C）=159Ω，此时容抗远远小于探头阻抗，信号电流更多的会通过输入电容提供的低阻回路，而高阻回路等效为旁路。
探头作为测试的第一环节，能否将信号高保真的传输至示波器是能否准确测试分析的重点，所以，在测试的时候，探头是测量的第一步，也是精确测量的基础。