示波器探頭的最佳匹配怎么實(shí)現？

　　探頭通常按測量對象進(jìn)行分類(lèi)，分類(lèi)如圖1所示。其中，高阻無(wú)源探頭、高壓差分探頭和電流探頭是我們最為熟悉的，接下來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。

　　圖1 探頭分類(lèi)

　　1.1 1.1 高阻無(wú)源探頭

　　從實(shí)際需求來(lái)說(shuō)，帶補償的高阻無(wú)源電壓探頭使用比例最大，可以滿(mǎn)足大多數的低速數字信號、電源和其它的一些典型的示波器使用。

　　此類(lèi)探頭具備較高的輸入電阻（一般1MΩ以上），可調的補償電容，當首次接上示波器時(shí)，一般需要以調節棒調整電容值，以匹配示波器輸入電容，消除低頻或高頻增益。圖2的左邊為欠補償波形，中間為正常波形，右邊為過(guò)補償波形。

　　圖2 無(wú)源探頭補償

　　如ZDS2024PLUS標配ZP1025S高阻無(wú)源電壓探頭，具體參數如下表：

　　表1 ZP1025S規格型號

　　1.2 1.2 高壓差分探頭

　　首先介紹下差分的概念：差分信號是互相參考，而非參考接地的信號。高壓差分探頭實(shí)質(zhì)上是由兩個(gè)對稱(chēng)的電壓探頭組成，分別對地有良好絕緣和較高阻抗，可以在更寬的頻率范圍內提供很高的共模抑制比，可將任意間的兩點(diǎn)浮接信號，轉換成對地的信號，主要用于開(kāi)關(guān)電源等行業(yè)測試，原理圖如圖3所示。

　　圖3 高壓差分探頭原理

　　下表為常見(jiàn)高壓差分探頭具體參數：

　　表2 常見(jiàn)高壓差分探頭規格參數

　　1.3 1.3 電流探頭

　　電流探頭是利用霍爾傳感器和感應線(xiàn)圈實(shí)現直流和交流電流的測量，其工作原理是把電流信號轉換成電壓信號，示波器采集電壓信號，再顯示成電流信號。

　　圖4 電流探頭圖片

　　電流探頭優(yōu)點(diǎn)是不用斷開(kāi)供電線(xiàn)就可以進(jìn)行電流測量，典型應用場(chǎng)合是系統功率測量、功率因子測量、開(kāi)關(guān)機沖擊電流波形測量等。主要缺點(diǎn)在于其小電流的測量能力受限于示波器的底噪聲，所以小電流測量能力有限。

　　2. 如何選擇合適的探頭？

　　以上對一些常見(jiàn)的探頭進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，那么應該如何選取一款合適的探頭呢？該關(guān)注探頭的哪些參數呢？

　　1.阻抗匹配：探頭的輸入阻抗要與所用示波器的輸入阻抗匹配，以減小對被測電路的負載作用。對于低輸入阻抗的示波器，應選擇有源探頭或50Ω輸入阻抗的探頭；對于高輸入阻抗的示波器，應選擇×10的探頭。例如示波器的輸入阻抗是1MΩ/10pF，探頭輸入阻抗最好是10MΩ/1pF，這樣的探頭既有10倍的信號衰減，對被測信號的負載小，又能與示波器輸入阻抗匹配。

　　2.帶寬：探頭的帶寬要等于或大于示波器的帶寬。若觀(guān)察純正弦信號，探頭帶寬等于被測信號頻率的最高值即可；若觀(guān)察非正弦信號，探頭帶寬應容納被測信號的基波和最重要諧波分量。

　　3.上升時(shí)間：為精確地測量脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間，系統的上升時(shí)間（即示波器和探頭上升時(shí)間之和）應比被測信號上升時(shí)間快3-5倍。

　　3. 總結

　　為保證測試結果的準確性，要求探頭對被測電路的影響最小，且保持最大的信號保真度傳送至示波器。若探頭以任何方式改變信號或被測電路運行方式，示波器會(huì )看到實(shí)際信號的失真結果，進(jìn)而可能導致錯誤的測量結果，或者誤導性的測量結果。只有與示波器和被測電路都匹配良好的探頭才是您的最佳選擇！