示波器探头使用
示波器探头使用经验
⽰波器探头使⽤经验
⽰波器探头是硬件⼯程师使⽤得⽐较多的仪器。
下⾯是本⼈使⽤⽰波器探头的使⽤经验，供⼤家参考。
⼀、单根探头的使⽤
1、如果是测量⽰波器⾃带测试信号，探头测量的时候可以不⽤接地。
如果是其他仪器输出的信号，探头测量的时候⿊夹⼦要接地。
2、探头测量的⿊夹⼦本质上是接了⽰波器的地线，探头的⿊夹⼦可以接外电路的任意电位。
⼆、双根探头的使⽤
1、双根从同⼀⽰波器接的探头，他们测量外电路的时候，⿊夹⼦必须接在同⼀电位点，否则会短路，理由是他们在同⼀⽰波器中是共电位点的。
2、现在的数字⽰波器可以把两个探头测量信号进⾏数学运算。
但⿊夹⼦必须接同⼀电位点。
示波器光照探头使用注意事项
示波器光照探头使用注意事项使用示波器探头时，需要注意以下几点：1.观察所有端子的额定数据：为避免火灾或触电的危险，应遵守产品上的所有额定值和标志。
连接产品前，请查阅产品手册，了解更多额定值信息。
不要施加超过任何端子最大额定值的电位。
2.使用正确的接地程序：探头通过示波器电源线的接地线间接接地。
为了避免触电的危险，地线必须接地。
在连接产品的输入或输出端子之前，请确保产品已正确接地。
不要试图使任何测试设备的电源线接地有缺陷。
仅将探头接地线接地。
将示波器与非专门设计和规定用于此类操作的接地隔离，或将接地线连接到接地以外的任何其他物品，可能会导致连接器、控制设备或示波器和探头的其他表面上出现危险电压。
3.探头与被测电路连接时，探头的接地端务必与被测电路的地线相联。
否则在悬浮状态下，示波器与其他设备或大地间的电位差可能导致触电或损坏示波器、探头或其他设备。
4.测量建立时间短的脉冲信号和高频信号时，请尽量将探头的接地导线与被测点的位置邻近。
接地导线过长，可能会引起振铃或过冲等波形失真。
5.为避免接地导线影响对高频信号的测试，建议使用探头的专用接地附件。
6.为避免测量误差，请务必在测量前对探头进行检验和校准。
7.对于高压测试，要使用专用高压探头，分清楚正负极后，确认连接无误才能通电开始测量。
8.对于两个测试点都不处于接地电位时，要进行“浮动”测量，也称差分测量，要使用专业的差分探头。
此外，还需要注意以下几点：1.对于专门为浮动示波器设计和规定的示波器（如泰克THS700系列电池供电的数字存储示波器），第二根线是公共线，不是地线。
在这种情况下，应遵守制造商规定的可连接的最大电压。
2.带宽问题：探头的带宽应与示波器的带宽相匹配。
如果探头的带宽不够，那么即使示波器的带宽很高，也无法获取准确的测试结果。
3.探头与被测电路连接时，应确保接触良好，避免造成测量误差。
4.在进行测试时，应遵循安全操作规程，避免对测试设备和人员造成伤害。
示波器探头使用注意事项,示波器探头的选择
示波器探头使用注意事项,示波器探头的选择于泰克《探头ABC》）4. 为避免测量误差，请务必在测量前对探头进行检验和校准，探头衰减补偿的校准原理和方法我们在前面已经介绍过，这里不再赘述。
5. 对于高压测试，要使用专用高压探头，分清楚正负极后，确认连接无误才能通电开始测量。
6. 对于两个测试点都不处于接地电位时，要进行“浮动”测量，也称差分测量，要使用专业的差分探头。
最佳示波器探头的选择探头的特性和特点中最重要的参数就是带宽和输入阻抗，它们既要与示波器的带宽和输入阻抗匹配，又要将对被测电路的影响减到最小。
因此选择探头时要综合考虑。
5.1 带宽和上升时间探头的带宽或上升时间要等于或优于示波器的带宽。
如果观察纯正弦信号，探头带宽等于被测信号频率的最高值即可；如观察非正弦信号，探头带宽应能容纳被测信号的基波和最重要谐波分量。
为精确地测量脉冲的上升时间和下降时间，系统的上升时间（示波器和探头之和）应该比要测量的最快的上升时间快3-5 倍。
5.2 阻抗匹配探头的输入阻抗要与所用示波器的输入阻抗匹配，另外对被测电路的负载作用最少。
对于低输入阻抗的示波器，应选择有源探头或50Ω输入阻抗的探头；对于高输入阻抗的示波器，应选择×10的探头。
例如示波器的输入阻抗是1MΩ/10pF,探头输入阻抗最好是10MΩ/1pF，这样的探头既有10 倍的信号衰减，对被测信号的负载很轻，又能与示波器输入阻抗匹配。
5.3 负载作用减轻探头对被测电路的负载作用。
除了选择输入阻抗高的探头外，还有记住探头输入阻抗随频率成反比例下降。
5.4 时间延迟的影响每种探头对被测信号的延迟时间存在差异，在进行差分测量以及时间（或相位）一致性测量时，最好使用2 个型号相同和电缆长度相等的探头。
5.5 良好的接地探头的额定频率特性是在同轴系统内测得的结果。
在实际电路应用时，往往探头处于非同轴匹配的系统内，。
如何正确选择和使用示波器探头
如何正确选择和使用示波器探头摘要：电子产品日益复杂，市场对示波器的带宽和准确性提出更高要求。
这不是购买一台高档示波器就能解决的问题，还需搭配适合的探头和正确的测试方法。
本文从探头的原理出发，讲述如何正确选择和使用探头。
一、认识示波器探头被测信号不可能直接接入到示波器中，这就需要一个设备为测试点与示波器之间建立电气连接。
根据需求不同，这个设备可以是一个导线，也可能是较为复杂的电路。
这个负责勾连测试点与示波器的设备就是示波器探头。
所以示波器探头至关重要，没有探头示波器将无法进行测量。
图1上图为示波器探头测量时的示意图，从上图可知，示波器一般具有三个典型的部分，探头头部、探头电缆和探头补偿设备。
其中探头头部的作用是与测试点直接接触，从而与被测系统产生电气连接，最终获取到需要测量的信号。
探头电缆的作用则是使示波器和探头头部彼此不互相干涉，可以做到在不移动示波器的前提下，随意移动探头头部，使之可以方便的与测试点接触。
最后的探头补偿设备，主要是为了尽量消除探头电缆带来的负面影响，从一定程度上保持探头的测量准确性。
由探头的基本结构可知，探头是不可能被看为一个透明的设备，一定会有很多性能上的限制，比如探头电缆和补偿设备决定了探头的带宽，又比如探头中的器件尺寸也决定了探头的输入电压。
所以探头会有一些基本的参数。
在此归纳一下：1、衰减系数衰减系数，是所有探头都会有的一个参数，指的是探头使信号幅度下降的程度。
某些探头可能会有可选择的衰减系数。
典型的衰减系数有1×、10×和100×。
1×探头表示不会对信号进行衰减。
10×则表示信号会被衰减10倍再输入示波器。
1×、10×这些名称的由来，是因为之前的示波器没有自动识别探头衰减系数和自动调节的能力，所以需要通过1×、10×这些名称来提醒测试者记得要把测量出来的结果乘以相应的倍数。
2、带宽带宽也同样是一个探头必备的参数，指的是探头导致信号衰减-3dB情况下的频率点。
示波器探头的使用
YPIONEER®xx先锋电子有限公司各种示波器最重要的指标是频率带宽,这通常是指示波器面板输入端在与输入阻抗匹配的情况下测得的性能.被测电路与示波器输入端之间需要通过探头连接,因此探头的频率特性对整体性能有着决定性的影响.如果把示波器比喻为人的躯干,则探头就是四肢。
四肢不灵,做事不成。
探头分有源探头和无源探头两类,有源的输入阻抗高,但带宽达不到1GHz;无源的阻抗低,但带宽可超过1GHz.无源探头最通用,约占总数的90%,通常提供10:1衰减和10MΩ输入电阻,以便与示波器的1MΩ输入电阻匹配从图1中可见,性能良好的探头有多个RC元件,其衰减比用下面公式计算:Vout/Vin=R2/(R1+R2)正确的补偿条件为:R1C1= R2(C2+C3).在此条件下频率特性最佳,校正用输入方波显示没有失真。
带探头的电缆有一根高电阻芯线，用以在高频段衰减瞬时振荡.芯线与电缆屏蔽层以及绝缘层构成分布的RC网络，需要微调电容C1调谐。
还要有一个电位器调整衰减比例，把探头校正好可以减小测量误差。
在测量快速脉冲时，应按供应商给的说明调整微调电容以改善探头性能。
要记住，用户不能补偿1:1探头的大电容(100pF左右)，它是被测电路的负载,限制探头带宽。
因此，没有1:1的有源探头。
10:1、50Ω探头比使用10:1、1MΩ探头有更大的带宽，前者可达9GHz，而后者只能到500MHz。
探头之前必须知道被测电路能否驱动足够的电流给探头，也必须知道高压无源探头能否耐受很大的dV/dt变化率。
图2中表示出三种信号，它们的dV/dt 变化率都是1000V/μs，尽管波形和幅度不同。
如果使用衰减为1：1、带宽是10 MHz的探头，会把1μs上升沿的谐波滤掉，也限制了变化率。
若要避免限制信号的变化率，被测电路在上升时间内要能供给10mA的电流对探头的100pF输入电容充电。
若把探头衰减放在10：1位置上，能把电流减小到2mA，若用100：1探头，其输入电容可小到1.5pF。
力科示波器探头使用指南
引言：本文是力科示波器探头使用指南的第二部分，旨在帮助用户了解力科示波器探头的使用方法和技巧。
在本文中，我们将介绍力科示波器探头的基本原理、选择和连接方法、调节和校准技巧，以及一些常见问题的解决方法。
概述：力科示波器探头是一种用于测量电路中的电压和信号的设备，它可以将电压和信号转换为示波器可读取的波形图。
正确使用力科示波器探头可以提高测量的准确性和稳定性，确保测试结果的可靠性。
正文内容：一、力科示波器探头的基本原理1.探头的结构和工作原理2.探头的频响特性和灵敏度3.探头的衰减和放大功能4.探头的输入和输出阻抗二、力科示波器探头的选择和连接方法1.探头的不同类型和规格2.根据测试对象和电路条件选择合适的探头3.探头的连接方法和注意事项4.使用配套的适配器和接头进行连接三、力科示波器探头的调节和校准技巧1.校准示波器探头的接地引线2.调整示波器的垂直和水平灵敏度3.校准示波器探头的频响特性和衰减系数4.使用示波器的自动校准和校准信号源进行校准四、力科示波器探头常见问题的解决方法1.探头引线和连接器的故障排除2.探头频响特性不一致的解决方法3.探头衰减和放大功能失效的解决方法4.探头引入的干扰和噪音问题的解决方法5.探头与被测电路之间的匹配问题的解决方法五、总结本文介绍了力科示波器探头的基本原理、选择和连接方法、调节和校准技巧，以及一些常见问题的解决方法。
正确使用示波器探头对于准确测量和分析电路中的信号非常重要，希望本文对用户能够有所帮助。
在实际使用过程中，用户还应根据具体需求和测试条件进行进一步的实践和调试，以获得更准确的测量结果。
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。
教你如何使用示波器的探头
教你如何使用示波器的探头
一、首先是带宽，这个通常会在探头上写明，多少MHz。
如果探头的带宽不够，示波器的带宽再高也是无用，瓶颈效应。
二、另外就是探头的阻抗匹配。
探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节。
通常在探头的靠近示波器一端有一个可调电容，有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容。
它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的。
如果阻抗不匹配的话，测量到的波形将会变形。
调节示波器探头阻抗匹配的方法如下：首先将示波器的输入选择打在GND上，然后调节Y轴位移旋钮使扫描线出现在示波器的中间。
检查这时的扫描线是否水平(即是否跟示波器的水平中线重合)，如果不是，则需要调节水平平衡旋钮(通常模拟示波器有这
个调节端子，在小孔中，需要用螺丝刀伸进去调节。
数字示波器不用调节)。
然后，再将示波器的输入选择打到直流耦合上，并将示波器探头接在示波器的测试信号输出端上(一般示波器都带有这输出端子，通常是1KHz的方波信号)，然后调节扫描时间旋钮，使波形能够显示2个周期左右。
调节Y轴增益旋钮，使波形的峰-峰值在1/2屏幕宽度左右。
然后观察方波的上、下两边，看是否水平。
如果出现过冲、倾斜等现象，则说明需要调节探头上的匹配电容。
用小螺丝刀调节之，直到上下两边的波形都水平，没有过冲为止。
当然，可能由于示波器探头质量的问题，可能调不到完全无失真的效果，这时只能调到最佳效果了。
三、另外就是示波器探头上还有一个选择量程的小开关：X10和X1。
当选择X1档时，信号是没经衰减进入示波器的。
而选择X10档时，信号是经过。
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9 MW
PROBE
SCOPE
1 MW
正因如此，通常推荐使用有源探头，探测比较高的频率成分的信号。
探头输入电阻和电容
Signal to Oscilloscope Attenuator
Oscilloscope Ground
÷10 voltage probe reduces circuit loading by increasing resulting impedance of the input
示波器探头使用
Page 1
内容包括
探头使用注意事项 无源探头 有源探头 差分探头 力科探头大全
Page 2
为什么担心示波器探头
在把探头连接到电路上时，可能会发生下面三种情况: 1. 您可以把实际波形形状传送到示波器屏幕上。 2. 探头可能会改变波形形状，您会在示波器上观察到不同形状
的信号。 3. 您可能会改变被测设备的运行(良好的设备可能会开始不能
示波器 50欧姆
无源探头调节
调节什么?
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无源探头调节
每个示波器输入都有一定的电容
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无源探头调节
它可以平衡探头电容效应
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无源探头调节
波形调节
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良好
有源探头
使用晶体管会产生较高的阻抗
高阻抗 低电容
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50欧姆
常见缺陷 – 参照
RC滤波器衰减超出某个频率的信号幅度
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频率
为什么担心示波器探头?
探头滤波效应会使快速信号边沿变圆。
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为什么担心示波器探头?
探头操作类似于天线，它会拾取电子噪声。
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为什么担心示波器探头?
探头从环境中拾取的噪声会增加到信号中。这是尽量缩短信 号引线和地线的另一个原因。 解决方法:尽量减小地线的长度
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为什么是差分? – 接地连接
例如，连接到墙上的插座上...
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接地连接
大的电流可能会流经地线。
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为什么是差分? 非参照接地的电压测量 电压表有两条导线。黑色引线作为参照。
components:
10 MW resistor 10 pF capacitor typical
Xc= 1/(2fC) (10 pF = 159 W at 100 MHz)
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基本缺陷 – 如果示波器输入耦合设置不正确
信号衰减太多
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探头 9兆欧
衰减比 50欧姆/(9兆欧+50欧姆) = 1/180,001
参照
因此，这一测量的参照是接地。
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参照
被测设备的框(通常)也通过电源线连接到接地上。
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参照–为什么采用差分方式
这个“接地环路”有时可能会导致问题。此外，我们有时想测量 两个相互参照的信号，而不是参照接地。
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为什么是差分? – 接地连接
在地线连接到电位与接地不同的点上时...
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选择适当的示波器探头 •无源探头 •有源探头 •差分探头
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基本探头类型
无源探头
没有有源器件，如放大器 它只由无源部件组成
有源探头
通过使用有源器件，如晶体管或FET，能够实现更宽的带宽、更高的阻
抗和更低的电容
差分探头
测量两个信号之差 不使用参照接地
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无源探头
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电阻、电容和电感对有源探头输入阻抗的影响
100 kW
输入 阻抗
W
输入电阻是主要影响 输入电容是主要影响 输入电感是主要影响
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0
DC
频率
2 GHz
在不同的频率上，探头的不同特点变得重要
某些有源探头中的输入电抗
100 kW
输入 阻抗
W
寄生L和C的输入谐振可能会使谐振频率上的输入阻 抗下降到零。
示波器的输入阻抗和探头的阻抗构成了一条衰减器电路。
探头 9兆欧
衰减比 1兆欧/(9兆欧+1兆欧) = 1/10
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示波器 1兆欧
无源探头: 10 Voltage Probe
Circuit Z
Circuit Under Test
A vSignal
VA-B
B
Scope Probe
ZGround Lead
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地线长度也很重要 (低频时的常见缺陷)
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使用10无源探 头测量的脉冲 A: 没有地线 B: 50 cm地线 C: 10 cm地线 D: BNC直接电 缆连接
(真实信号形状)
为什么担心示波器探头?
每个探头都是一种滤波器或RC滤波器 低通特性
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为什么担心示波器探头?
到8.3 W!
10 k
1k
Input Impedance (Ohms)
100
10
1
0 inches 1 inches 2 inches 4 inches
10 nH 1 pF
10 nH
100 kW
在探头中增加引线时，会产
生谐振，特别是在较高频率
1
10
100
Frequency (MHz)
1G
10 G 时。
正确运行，或反之)
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为什么担心示波器探头?
在探头连接到目标电路上时 …...
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为什么担心示波器探头?
它从电路获得能量，然后发送到示波器。探头是信号源必须 驱动的一个额外的“负荷”。
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探头对电路的负荷
典型无源探头具有强健的物理特点和电气特点，但在探测高速电路时有一 个严重的缺陷，即其到地的电容约为11 pf。
每个测量都需要一个参照
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常见缺陷-参照
每个测量都需要一个参照。
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参照
参照是地线的电平。
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参照
地线连接到什么上?
?
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参照
地线连接到示波器的框上。
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参照
框连接到什么上?
?
Page 31
参照
框通过电源线连接到接地上。
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0 DC
频率
4 GHz
每个探头都有一定的电阻、电容和电感，因此会发生LRC谐 振。探头设计人员面临的挑战是获得把谐振移到探头工作带 宽范围之外的L、R和C值。
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尽量缩短输入引线
(特别是较高率的信号)
输入引线会增加电感，与探头输入C构成一个LC串联谐振电路 触针和接地仅增加1/2英寸，在1 GHz时就会把Zin从159 W下降