不要輕易扔掉無(wú)源探頭

在當前的高速電路領(lǐng)域中，有源電壓探頭已經(jīng)成為連接信號的“必經(jīng)”工具。有源探頭提供了更寬的帶寬和更低的電容負荷，成為測量高頻信號或高阻抗電路的很好選擇。在測量較低頻率范圍內的頻率時(shí)，它們通常是首選探頭，這也是因為中等帶寬示波器標配的無(wú)源探頭通常性能較差。

泰克公司提供100多種示波器探頭和探針，最高帶寬達20GHz

但技術(shù)發(fā)展的步伐永遠沒(méi)有停頓，無(wú)源探頭技術(shù)也不例外。示波器電路內部、探頭帶寬提高、輸入電容以及自動(dòng)探頭補償技術(shù)的發(fā)展，這些因素相結合，把傳統無(wú)源探頭的劣勢轉化成了優(yōu)勢。

在歷史上，通用無(wú)源探頭對堅固耐用的重視要超過(guò)對性能的重視。這種矛盾長(cháng)期來(lái)一直存在，因為這些探頭主要用來(lái)觀(guān)察低速信號。這種矛盾一直沒(méi)有得到解決，因為創(chuàng )建一種堅固耐用、高性能、而又能夠測量數百伏電壓的探頭面臨著(zhù)重大的設計挑戰。

有源探頭最低帶寬一般為1GHz，測量電壓低于20V，缺乏無(wú)源探頭的強健性。無(wú)源探頭帶寬一般為500 MHz以下，測量數百伏電壓，堅固耐用。在新型無(wú)源探頭技術(shù)中，無(wú)源探頭提供了高達1 GHz的帶寬，同時(shí)仍能保持高壓測量功能及日常使用所需的堅固性。

泰克TPP1000無(wú)源探頭提供1 GHz模擬帶寬以及小于4 pF的電容負荷

探頭在探頭尖端數據中提供的輸入電容和輸入電阻非常重要，因為它們影響著(zhù)被測電路。在外部設備(如探頭)連接到測試點(diǎn)時(shí)，它在信號源上會(huì )再現為額外的負荷，從電路吸收電流。這種負荷或吸收的信號電流會(huì )改變測試點(diǎn)后面的電路操作，改變測試點(diǎn)上看到的信號。理想的探頭擁有無(wú)窮大的阻抗，但事實(shí)上這是不可能的，因為探頭必須吸收部分少量信號電流。

探頭的挑戰在于把負荷保持在盡可能低的水平。最大的問(wèn)題是探頭尖端的電容。對低頻來(lái)說(shuō)，這個(gè)電容擁有非常高的電抗，對被測電路很少或沒(méi)有影響。隨著(zhù)頻率提高，電容電抗下降，頻率越高，電容負荷越高。電容負荷影響著(zhù)測量系統的帶寬和上升時(shí)間特點(diǎn)，降低了帶寬，提高了上升時(shí)間。新的無(wú)源探頭在探頭尖端提供了<4pF輸入電容，而標準無(wú)源探頭提供的輸入電容一般≥9.5 pF。通過(guò)這些新型無(wú)源探頭，用戶(hù)現在可以連接更長(cháng)的地線(xiàn)，而不會(huì )由于使用更高輸入電容的探頭而使信號劣化。

由于示波器和探頭的電路捆在一起，新的無(wú)源探頭的建立時(shí)間會(huì )明顯下降。以前，由于探頭和示波器輸入特點(diǎn)變化，通用無(wú)源探頭要求低頻補償。人們通常會(huì )忘記或跳過(guò)這一步，導致信號采集不準確。新型無(wú)源探頭可以完成自動(dòng)低頻和高頻補償，其時(shí)間要短于手動(dòng)調節標準無(wú)源探頭進(jìn)行低頻補償。一般來(lái)說(shuō)，用戶(hù)只需從示波器設置菜單中選擇補償程序即可，非常簡(jiǎn)單。

在大家爭相恐后地轉向無(wú)源探頭前，可能有必要重新考量最新的無(wú)源探頭。由于比以前的型號提供了更低的輸入電容和更寬的帶寬，新型無(wú)源探頭彌補了通用無(wú)源探頭和價(jià)格較高的有源探頭之間的市場(chǎng)空白。