一、示波器探頭的種類有哪些
1、無源電壓探頭
①無源探頭
無源探(tan)(tan)頭(tou)由導(dao)線和連接(jie)器(qi)(qi)制(zhi)成(cheng)，在需要補償或衰減(jian)時，還包(bao)括電阻器(qi)(qi)和電容器(qi)(qi)。探(tan)(tan)頭(tou)中(zhong)沒有(you)有(you)源器(qi)(qi)件(jian)（晶體管或放大器(qi)(qi)），因此不(bu)需為探(tan)(tan)頭(tou)供(gong)電。無源探(tan)(tan)頭(tou)一般(ban)是最堅固、最經濟的探(tan)(tan)頭(tou)，它們不(bu)僅使用簡便，而(er)且使用廣泛。
②高阻無源電壓探頭
從(cong)實際(ji)需(xu)要出發(fa)，使用(yong)最(zui)(zui)多的(de)(de)(de)是(shi)電(dian)(dian)壓探(tan)頭(tou)，其中(zhong)高阻(zu)無(wu)(wu)源電(dian)(dian)壓探(tan)頭(tou)占最(zui)(zui)大部(bu)分。無(wu)(wu)源電(dian)(dian)壓探(tan)頭(tou)為不(bu)同(tong)(tong)電(dian)(dian)壓范圍提供(gong)了各(ge)種衰減(jian)系數1×，10×和100×。在(zai)這(zhe)些(xie)無(wu)(wu)源探(tan)頭(tou)中(zhong)，10×無(wu)(wu)源電(dian)(dian)壓探(tan)頭(tou)是(shi)最(zui)(zui)常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)探(tan)頭(tou)。對信號幅(fu)度(du)是(shi)1V峰(feng)峰(feng)值或更低(di)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)，1×探(tan)頭(tou)可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)要比較適合，甚(shen)至是(shi)必不(bu)可(ke)(ke)(ke)少的(de)(de)(de)。在(zai)低(di)幅(fu)度(du)和中(zhong)等幅(fu)度(du)信號混合（幾十(shi)毫伏到幾十(shi)伏）的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)中(zhong)，可(ke)(ke)(ke)切(qie)換1×/10×探(tan)頭(tou)要方(fang)便得多。但是(shi)，可(ke)(ke)(ke)切(qie)換1×/10×探(tan)頭(tou)在(zai)本質上(shang)(shang)是(shi)一個產品中(zhong)的(de)(de)(de)兩個不(bu)同(tong)(tong)探(tan)頭(tou)，不(bu)僅其衰減(jian)系數不(bu)同(tong)(tong)，而且其帶寬、上(shang)(shang)升時間和阻(zu)抗（R和C）特點也不(bu)同(tong)(tong)。因此(ci)，這(zhe)些(xie)探(tan)頭(tou)不(bu)能(neng)(neng)與示波器(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)入完全匹配，不(bu)能(neng)(neng)提供(gong)標準10×探(tan)頭(tou)實現的(de)(de)(de)最(zui)(zui)優性能(neng)(neng)。
③低阻無源電(dian)壓探頭
大多數(shu)高阻(zu)無(wu)源探(tan)頭(tou)(tou)的(de)帶寬(kuan)范(fan)圍在小(xiao)于100MHz到500MHz或更高的(de)帶寬(kuan)之間(jian)(jian)。而低阻(zu)無(wu)源電(dian)壓探(tan)頭(tou)(tou)（又稱為(wei)50歐(ou)姆探(tan)頭(tou)(tou)、Zo探(tan)頭(tou)(tou)、分壓器探(tan)頭(tou)(tou)）的(de)頻(pin)率特性很好，采用(yong)匹(pi)配同軸電(dian)纜的(de)探(tan)頭(tou)(tou)，帶寬(kuan)可達10GHz和100皮秒或更快的(de)上升時間(jian)(jian)。這(zhe)種探(tan)頭(tou)(tou)是(shi)為(wei)用(yong)于50歐(ou)姆環(huan)境(jing)中(zhong)設(she)計(ji)的(de)，這(zhe)些(xie)環(huan)境(jing)一般是(shi)高速設(she)備(bei)檢定、微波通(tong)信(xin)和時域(yu)反射計(ji)（TDR）。
④無源高壓探頭
“高壓(ya)”是相(xiang)對的(de)概念。從探(tan)頭角度(du)(du)看，我們(men)可以把高壓(ya)定義為超過(guo)典型的(de)通用(yong)10×無源探(tan)頭可以安全處理(li)的(de)電壓(ya)的(de)任何電壓(ya)。高壓(ya)探(tan)頭要求(qiu)具有(you)良好的(de)絕緣(yuan)強度(du)(du)，保證使用(yong)者和示(shi)波(bo)器的(de)安全。
2、有源電壓探頭
①有源探頭
有(you)源(yuan)探頭包含或依賴有(you)源(yuan)器件(jian)，如晶體管(guan)。最常見的(de)情況下，有(you)源(yuan)設備(bei)是一種場效應晶體管(guan)（FET），它提供了(le)非常低的(de)輸入(ru)電容(rong)，低電容(rong)會在更寬的(de)頻段上(shang)導致高(gao)輸入(ru)阻抗。
②有源FET探頭
有源(yuan)FET探頭的(de)規定(ding)帶寬一般在(zai)500MHz～4GHz之間。除帶寬更高外，有源(yuan)FET探頭的(de)高輸入阻(zu)抗允許(xu)在(zai)阻(zu)抗未知的(de)測試點上進行測量，而產生負荷效(xiao)應(ying)的(de)風險要低(di)得多。另外，由于低(di)電容降(jiang)低(di)了地線(xian)影響，可以使用更長的(de)地線(xian)。
有源FET探(tan)(tan)頭沒有無源探(tan)(tan)頭的電壓范(fan)圍。有源探(tan)(tan)頭的線性動態范(fan)圍一(yi)般在±0.6V到±10V之間。
③有源差分探頭
差分(fen)信(xin)號是互相參考，而不(bu)是參考接地的(de)(de)信(xin)號。差分(fen)探(tan)頭可測量浮置(zhi)器件的(de)(de)信(xin)號，實質(zhi)上它是兩個(ge)對(dui)稱的(de)(de)電壓探(tan)頭組成，分(fen)別對(dui)地段有良好絕緣和較(jiao)高阻抗。差分(fen)探(tan)頭可以在(zai)更寬的(de)(de)頻率(lv)范圍內提供很高的(de)(de)共模抑(yi)制比（CMRR）。
3、電流探頭
電流(liu)探頭可以(yi)精(jing)確測得(de)電流(liu)波(bo)形，方法(fa)是采用(yong)電流(liu)互感器(qi)輸入，信號電流(liu)磁通經互感變壓(ya)器(qi)變換(huan)成(cheng)電壓(ya)，再由探頭內(nei)的(de)放大(da)器(qi)放大(da)后送(song)到示波(bo)器(qi)。
①交流電流探頭
交流(liu)電(dian)流(liu)在(zai)互(hu)感器中，隨著電(dian)流(liu)方(fang)向的變(bian)(bian)化(hua)，產生電(dian)場的變(bian)(bian)化(hua)，并感應出電(dian)壓(ya)。交流(liu)電(dian)流(liu)探頭屬(shu)于無源設備，無需外接供電(dian)。
②直流電流探頭
傳統(tong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)探(tan)頭只能(neng)測量交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)信號，因為穩定的(de)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)不(bu)能(neng)在互感器(qi)中感應電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)。然而，利用(yong)霍(huo)爾效(xiao)應，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)偏流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)半導體設(she)備將產生(sheng)與直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)場對應的(de)電(dian)(dian)壓。所以，直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)探(tan)頭是一種有(you)源設(she)備，需要外接供(gong)電(dian)(dian)。
所(suo)以電流(liu)(liu)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)基(ji)本上(shang)分成兩類：即AC電流(liu)(liu)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)和AC/DC電流(liu)(liu)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)，AC電流(liu)(liu)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)通常(chang)是無源(yuan)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)，AC/DC電流(liu)(liu)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)通常(chang)是有源(yuan)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)。
4、邏輯探頭
使用(yong)示波(bo)器觀察分(fen)析數字波(bo)形(xing)的模擬特點時(shi)，需要用(yong)到邏(luo)輯探頭，為隔離(li)確切地成因，數字設計人員通常需要查看在(zai)具體邏(luo)輯條件下發生的特定數據脈沖(chong)，這(zhe)要求邏(luo)輯觸發功(gong)能。
5、其他探頭
由(you)于示波器的(de)應(ying)用范圍十(shi)分廣泛(fan)，所以(yi)除(chu)了上述的(de)探(tan)頭類(lei)型外還有各種專用探(tan)頭，這些(xie)專業探(tan)頭根據其前端傳感器的(de)不同而(er)有不同的(de)功用。
①光電探頭
光(guang)電探頭在原(yuan)理(li)上是普通電壓探頭與光(guang)電轉(zhuan)換器(qi)件的組合，可直接測(ce)量光(guang)器(qi)件和光(guang)纖傳輸的光(guang)信(xin)號。
②溫度探頭
溫度探頭是普通電壓(ya)探頭與(yu)溫度傳感器(qi)的組(zu)合(he)，可(ke)直接測量物(wu)體(ti)的溫度。溫度探頭屬傳感器(qi)探頭的一種，各種傳感器(qi)探頭與(yu)示波器(qi)配合(he)可(ke)測量多種物(wu)理量。
二、示波器探頭怎么選擇
1、選擇適當的探頭
由(you)于(yu)廣泛的(de)(de)示(shi)波(bo)器(qi)測(ce)量(liang)應用和需求，市場上(shang)可供選擇的(de)(de)示(shi)波(bo)器(qi)探頭(tou)(tou)很(hen)多，因(yin)(yin)此探頭(tou)(tou)選擇過程很(hen)容易引起混淆。為(wei)減少大量(liang)的(de)(de)混淆及(ji)縮小選擇過程，應一直遵守示(shi)波(bo)器(qi)制造商的(de)(de)探頭(tou)(tou)建議(yi)，這(zhe)一點非常重要(yao)！因(yin)(yin)為(wei)不同(tong)的(de)(de)示(shi)波(bo)器(qi)是有不同(tong)的(de)(de)帶寬(kuan)、上(shang)升(sheng)時間、靈敏度和輸入(ru)阻抗。充分利用示(shi)波(bo)器(qi)的(de)(de)測(ce)量(liang)功能要(yao)求探頭(tou)(tou)要(yao)與示(shi)波(bo)器(qi)的(de)(de)設計相匹配。
2、根據測量需求選擇
此外，探頭選擇(ze)過程應(ying)考慮測量(liang)需(xu)求。您要測量(liang)哪些項(xiang)目？是電壓？電流？還是光(guang)信號(hao)？通過選擇(ze)適合信號(hao)類型的探頭，可以更快地獲得直接測量(liang)結果。
3、根據信號幅度選擇
另(ling)外，要考慮測(ce)量(liang)(liang)的(de)信(xin)(xin)號(hao)幅(fu)度(du)(du)。它們是否位于示波(bo)器(qi)的(de)動態范(fan)圍內？如果不是，必需選擇可以調節(jie)動態范(fan)圍的(de)探(tan)(tan)頭。一般(ban)來說(shuo)，這通過(guo)使用10X或更高的(de)探(tan)(tan)頭進(jin)行衰(shuai)減來實現。要保證探(tan)(tan)針(zhen)上(shang)(shang)的(de)帶寬(kuan)或上(shang)(shang)升(sheng)時(shi)(shi)間應超(chao)過(guo)計(ji)劃(hua)測(ce)量(liang)(liang)的(de)信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)或上(shang)(shang)升(sheng)時(shi)(shi)間。要記住，非正弦(xian)曲線信(xin)(xin)號(hao)具有(you)重要的(de)頻(pin)率(lv)成分(fen)或諧波(bo)，其可能(neng)會在(zai)很大(da)程度(du)(du)上(shang)(shang)超(chao)過(guo)信(xin)(xin)號(hao)的(de)基頻(pin)。例如，為(wei)了測(ce)量(liang)(liang)包括100MHz方(fang)形波(bo)的(de)第5個諧波(bo)，您需要探(tan)(tan)針(zhen)上(shang)(shang)的(de)帶寬(kuan)為(wei)500MHz的(de)測(ce)量(liang)(liang)系統(tong)。類(lei)似的(de)，示波(bo)器(qi)系統(tong)的(de)上(shang)(shang)升(sheng)時(shi)(shi)間應該比(bi)計(ji)劃(hua)測(ce)量(liang)(liang)的(de)信(xin)(xin)號(hao)上(shang)(shang)升(sheng)時(shi)(shi)間快3-5倍。
4、盡量選高電阻低電容探頭
另外，應一直考慮示波器探頭可(ke)能導致的信(xin)號(hao)負(fu)載(zai)。盡量使用高電阻、低(di)電容(rong)探頭。對大多數應(ying)用，帶(dai)有(you)20pF或更(geng)低(di)電容(rong)的10M探頭應(ying)為信(xin)號(hao)源負(fu)載(zai)提(ti)供充足的保證。但(dan)是，對某些高速數字(zi)電路，您可(ke)能需要轉向(xiang)有(you)源探頭提(ti)供較低(di)的電容(rong)。
