示波器探頭分為哪幾類呢?當(dāng)今的探頭是什么呢?它們的作用分別又是什么呢?
示波器探頭分類
雖然有許多不同類型的示波器探頭可供選擇，但它們基本上可以分為兩大類：無源探頭和有源探頭。無源探頭不需要外接示波器電源。有源探頭需要外接示波器電源為探頭中的有源器件(例如晶體管和放大器)供電，并提供比無源探頭更高的帶寬性能。每一大類都包括許多不同類型的探頭，每種探頭都有其的用途。
無源探頭
無源電壓探頭是當(dāng)今的示波器探頭。它可以再分為兩大類型：高阻抗輸入探頭和低阻抗電阻分壓器探頭。具有 10:1 分壓比的高阻抗輸入無源探頭可能是目前的探頭。目前大部分中低檔示波器在裝運(yùn)時(shí)都附帶該探頭。探針電阻通常為 9 mω，當(dāng)探頭與示波器的 1 mω 輸入端相連時(shí)，探針與示波器輸入端的分壓比(或衰減比)為 10:1。觀察到的探針處的凈輸入電阻為 10 mω。
與有源探頭相比，無源探頭更耐用，也更便宜。它們具有非常寬的動(dòng)態(tài)范圍(典型 10:1 探頭的動(dòng)態(tài)范圍 >300 v)和高輸入阻抗，可與示波器的輸入阻抗相匹配。然而，高阻抗輸入探頭與有源探頭或低阻抗(z0)電阻器分壓無源探頭相比，會(huì)產(chǎn)生較大的電容負(fù)載，并具有較窄的帶寬。
低阻抗電阻器分壓探頭具有 450 ω 或 950 ω 輸入電阻，與示波器的 50 ω 輸入形成 10:1 或 20:1 的衰減比。輸入電阻器之后是 50 ω 電纜，使用示波器的 50 ω 輸入作為負(fù)載端接。切記，示波器必須具有 50 ω 輸入，才能使用此類探頭。這種探頭的主要優(yōu)勢(shì)包括，電容負(fù)載小，帶寬非常高――在幾 ghz 的范圍內(nèi)―― 有助于進(jìn)行高精度計(jì)時(shí)測(cè)量。此外，與類似帶寬范圍的有源探頭相比，此探頭的成本比有源探頭低。
有源探頭
如果您的示波器帶寬超過 500 mhz，可能或應(yīng)該使用有源探頭。雖然價(jià)格較高，但是當(dāng)您需要高帶寬性能時(shí)，有源探頭還是您的選擇。有源探頭比無源探頭價(jià)格較高，并且其輸入電壓有限，但是由于它們的電容負(fù)載顯著降低，因而能使您更深入地觀察快速信號(hào)。
顧名思義，有源探頭需要有探頭電源。許多先進(jìn)的有源探頭使用智能探頭接口，該接口可提供電力，以及充當(dāng)兼容探頭與示波器之間的通信鏈路。通常，探頭接口能夠識(shí)別連接的探頭類型，并且按正確設(shè)置輸入阻抗、衰減率、探頭功率和偏置范圍。
通常情況下，您會(huì)選擇使用單端有源探頭測(cè)量單端信號(hào)(以接地為參考的電壓)，使用差分有源探頭測(cè)量差分信號(hào)(正電壓與負(fù)電壓之比)。差分探頭t中的信號(hào)連接之間的有效接地面比大部分單端探頭中的接地連接更理想。這個(gè)接地面將探針接地有效地連接到被測(cè)件(dut)接地，連接阻抗非常小。因此在測(cè)量單端信號(hào)時(shí)，差分探頭可以獲得比單端探頭更精確的測(cè)量結(jié)果。
有源探頭的帶寬考慮
更高帶寬是有源探頭相對(duì)于無源探頭的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。探頭用戶經(jīng)常忽視的一個(gè)問題是連接到目標(biāo)的效應(yīng)，稱為“連接帶寬”。盡管特殊的有源探頭可能具有非常出色的帶寬技術(shù)指標(biāo)，但是一般公布的性能都是在理想探測(cè)條件下實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際的探測(cè)條件下(可能需要使用探測(cè)附件連接探針)，有源探頭的性能可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)遜色于公布的性能。有源探測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際性能主要是由“連接” 系統(tǒng)決定。
探頭負(fù)載效應(yīng)
在直流和低頻范圍內(nèi)，探頭的輸入阻抗最初等于額定輸入阻抗(如果是 10:1 無源探頭，輸入阻抗即為 10 mω)，但是隨著頻率的增加，探頭的輸入電容開始變成短路，探頭的阻抗開始降低。輸入電容越高，阻抗下降趨勢(shì)越明顯。