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(yuan)探頭(tou)由導線和連接器(qi)(qi)(qi)制成，在需(xu)要補償或(huo)衰(shuai)減時，還包括電(dian)阻器(qi)(qi)(qi)和電(dian)容器(qi)(qi)(qi)。探頭(tou)中沒有(you)(you)有(you)(you)源(yuan)器(qi)(qi)(qi)件（晶體管或(huo)放大器(qi)(qi)(qi)），因此不(bu)(bu)需(xu)為(wei)探頭(tou)供(gong)電(dian)。無源(yuan)探頭(tou)一般是最堅固、最經(jing)濟的探頭(tou)，它們不(bu)(bu)僅使用簡便，而且使用廣泛。
②高(gao)阻無源電壓探頭
從實(shi)際需要(yao)(yao)出發(fa)，使用(yong)最多的(de)(de)是(shi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)頭(tou)，其(qi)中高阻(zu)無源電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)頭(tou)占最大部分。無源電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)頭(tou)為不(bu)同(tong)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)范圍提(ti)供(gong)了各種衰(shuai)減系數1×，10×和(he)100×。在(zai)這些(xie)無源探(tan)(tan)頭(tou)中，10×無源電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)頭(tou)是(shi)最常用(yong)的(de)(de)探(tan)(tan)頭(tou)。對(dui)信號幅度是(shi)1V峰峰值或更低的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)，1×探(tan)(tan)頭(tou)可(ke)(ke)能(neng)要(yao)(yao)比較適合，甚(shen)至是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)(ke)少的(de)(de)。在(zai)低幅度和(he)中等幅度信號混合（幾(ji)十毫伏(fu)到幾(ji)十伏(fu)）的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)中，可(ke)(ke)切換(huan)(huan)1×/10×探(tan)(tan)頭(tou)要(yao)(yao)方(fang)便得多。但是(shi)，可(ke)(ke)切換(huan)(huan)1×/10×探(tan)(tan)頭(tou)在(zai)本質上(shang)是(shi)一個(ge)產品中的(de)(de)兩個(ge)不(bu)同(tong)探(tan)(tan)頭(tou)，不(bu)僅其(qi)衰(shuai)減系數不(bu)同(tong)，而且其(qi)帶寬(kuan)、上(shang)升(sheng)時(shi)間和(he)阻(zu)抗（R和(he)C）特(te)點也(ye)不(bu)同(tong)。因此，這些(xie)探(tan)(tan)頭(tou)不(bu)能(neng)與示波(bo)器的(de)(de)輸(shu)入完(wan)全匹配，不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)標準10×探(tan)(tan)頭(tou)實(shi)現的(de)(de)最優性能(neng)。
③低(di)阻無源(yuan)電壓(ya)探(tan)頭(tou)
大多數(shu)高阻無(wu)源(yuan)探(tan)頭(tou)的帶(dai)寬(kuan)范圍在小于100MHz到500MHz或更(geng)高的帶(dai)寬(kuan)之間。而(er)低阻無(wu)源(yuan)電(dian)壓(ya)探(tan)頭(tou)（又稱為(wei)50歐姆(mu)探(tan)頭(tou)、Zo探(tan)頭(tou)、分壓(ya)器探(tan)頭(tou)）的頻(pin)率特性很好，采用匹配同軸電(dian)纜的探(tan)頭(tou)，帶(dai)寬(kuan)可(ke)達10GHz和(he)100皮秒或更(geng)快的上升時間。這種(zhong)探(tan)頭(tou)是為(wei)用于50歐姆(mu)環(huan)(huan)境中設(she)計的，這些環(huan)(huan)境一(yi)般是高速設(she)備檢定(ding)、微波通信和(he)時域反射計（TDR）。
④無源高壓探頭
“高壓”是(shi)相對的(de)概念。從探(tan)(tan)頭(tou)角度(du)看，我們可以把(ba)高壓定義為超過典型的(de)通用(yong)10×無源(yuan)探(tan)(tan)頭(tou)可以安全處理的(de)電壓的(de)任何電壓。高壓探(tan)(tan)頭(tou)要求具有良好的(de)絕緣強度(du)，保證使用(yong)者和示波器的(de)安全。
2、有源電壓探頭
①有源探頭
有源(yuan)探頭包含或依賴(lai)有源(yuan)器件，如晶體(ti)管。最常見的情況(kuang)下，有源(yuan)設備是一種場效(xiao)應(ying)晶體(ti)管（FET），它提供(gong)了非(fei)常低的輸(shu)入電(dian)容(rong)，低電(dian)容(rong)會在更寬(kuan)的頻段上導(dao)致高輸(shu)入阻抗。
②有(you)源FET探頭
有(you)源FET探頭的規定帶寬一般在500MHz～4GHz之(zhi)間。除帶寬更高外，有(you)源FET探頭的高輸入(ru)阻抗(kang)允許(xu)在阻抗(kang)未知的測試點上進行測量，而產生負(fu)荷效應的風險(xian)要低得(de)多。另外，由于低電容降低了地線影(ying)響(xiang)，可以使用更長的地線。
有源(yuan)FET探(tan)頭沒有無源(yuan)探(tan)頭的(de)電壓(ya)范圍。有源(yuan)探(tan)頭的(de)線性動態范圍一般在(zai)±0.6V到±10V之間。
③有源差分探頭
差分(fen)信(xin)號(hao)是(shi)互相參考，而不是(shi)參考接(jie)地的(de)(de)信(xin)號(hao)。差分(fen)探(tan)(tan)頭可測量(liang)浮(fu)置(zhi)器件(jian)的(de)(de)信(xin)號(hao)，實質(zhi)上它是(shi)兩個對稱的(de)(de)電壓探(tan)(tan)頭組成(cheng)，分(fen)別對地段有良好絕緣和(he)較高(gao)(gao)阻抗。差分(fen)探(tan)(tan)頭可以在更寬的(de)(de)頻率(lv)范圍內(nei)提供很高(gao)(gao)的(de)(de)共模抑制比（CMRR）。
3、電流探頭
電(dian)(dian)流探頭可以精確(que)測(ce)得電(dian)(dian)流波(bo)形，方法是(shi)采(cai)用電(dian)(dian)流互(hu)感(gan)器輸入，信(xin)號(hao)電(dian)(dian)流磁(ci)通經互(hu)感(gan)變壓(ya)器變換成電(dian)(dian)壓(ya)，再由探頭內的放大(da)器放大(da)后送到示(shi)波(bo)器。
①交流電流探頭
交流電(dian)流在互感器中，隨著(zhu)電(dian)流方向的變化(hua)(hua)，產生(sheng)電(dian)場的變化(hua)(hua)，并感應出電(dian)壓(ya)。交流電(dian)流探頭(tou)屬于無源設(she)備(bei)，無需外接供電(dian)。
②直流電流探頭
傳(chuan)統電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)探頭只能測量交流(liu)(liu)(liu)(liu)交流(liu)(liu)(liu)(liu)信號(hao)，因為穩定的直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)不能在互感(gan)器中(zhong)感(gan)應(ying)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)。然(ran)而，利用霍爾效應(ying)，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)偏流(liu)(liu)(liu)(liu)的半(ban)導(dao)體設(she)(she)備將(jiang)產生與直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)場對應(ying)的電(dian)(dian)壓。所(suo)以(yi)，直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)探頭是一種有(you)源設(she)(she)備，需(xu)要外接供(gong)電(dian)(dian)。
所以電(dian)(dian)流探(tan)(tan)(tan)頭基本上分(fen)成兩類(lei)：即AC電(dian)(dian)流探(tan)(tan)(tan)頭和(he)AC/DC電(dian)(dian)流探(tan)(tan)(tan)頭，AC電(dian)(dian)流探(tan)(tan)(tan)頭通常(chang)是(shi)無源探(tan)(tan)(tan)頭，AC/DC電(dian)(dian)流探(tan)(tan)(tan)頭通常(chang)是(shi)有源探(tan)(tan)(tan)頭。
4、邏輯探頭
使(shi)用(yong)示波器觀察分析數字波形的模擬特點時，需(xu)要(yao)(yao)用(yong)到邏(luo)輯(ji)探頭，為隔離確切地成因，數字設計人員通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)(yao)查看在具體邏(luo)輯(ji)條件(jian)下發(fa)(fa)生(sheng)的特定數據(ju)脈沖(chong)，這要(yao)(yao)求邏(luo)輯(ji)觸(chu)發(fa)(fa)功能(neng)。
5、其他探頭
由于(yu)示波(bo)器的(de)(de)應(ying)用范圍十(shi)分(fen)廣(guang)泛，所以除(chu)了上述的(de)(de)探頭(tou)類型(xing)外還(huan)有(you)各種專用探頭(tou)，這些(xie)專業探頭(tou)根據其前端傳感器的(de)(de)不(bu)同(tong)而有(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)功用。
①光電探頭
光(guang)電(dian)探(tan)頭(tou)在原(yuan)理上是普通電(dian)壓(ya)探(tan)頭(tou)與(yu)光(guang)電(dian)轉換器件(jian)的組合，可直接(jie)測量光(guang)器件(jian)和光(guang)纖傳輸的光(guang)信號。
②溫度探頭
溫(wen)度(du)探(tan)頭(tou)(tou)是普通(tong)電壓探(tan)頭(tou)(tou)與溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)組合，可直(zhi)接測(ce)量(liang)物體的(de)(de)溫(wen)度(du)。溫(wen)度(du)探(tan)頭(tou)(tou)屬傳(chuan)感(gan)器(qi)探(tan)頭(tou)(tou)的(de)(de)一種(zhong)，各種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)探(tan)頭(tou)(tou)與示波器(qi)配(pei)合可測(ce)量(liang)多種(zhong)物理(li)量(liang)。
二、示波器探頭怎么選擇
1、選擇適當的探頭
由(you)于廣泛的(de)示波(bo)器(qi)(qi)(qi)測量(liang)(liang)應用和(he)需求(qiu)(qiu)，市場(chang)上可(ke)供選(xuan)擇的(de)示波(bo)器(qi)(qi)(qi)探(tan)頭(tou)很多，因(yin)此(ci)探(tan)頭(tou)選(xuan)擇過(guo)程(cheng)很容易引起混淆。為(wei)減少大量(liang)(liang)的(de)混淆及縮小(xiao)選(xuan)擇過(guo)程(cheng)，應一直(zhi)遵守(shou)示波(bo)器(qi)(qi)(qi)制造商的(de)探(tan)頭(tou)建議(yi)，這(zhe)一點非(fei)常重要！因(yin)為(wei)不同(tong)的(de)示波(bo)器(qi)(qi)(qi)是有不同(tong)的(de)帶寬、上升時間(jian)、靈(ling)敏度和(he)輸入(ru)阻抗。充(chong)分利(li)用示波(bo)器(qi)(qi)(qi)的(de)測量(liang)(liang)功(gong)能要求(qiu)(qiu)探(tan)頭(tou)要與示波(bo)器(qi)(qi)(qi)的(de)設計相匹配。
2、根據測量需求選擇
此(ci)外，探頭(tou)選擇過(guo)(guo)程應(ying)考慮測量(liang)(liang)需(xu)求。您要測量(liang)(liang)哪些項(xiang)目？是(shi)電壓？電流？還是(shi)光(guang)信(xin)號(hao)？通過(guo)(guo)選擇適合信(xin)號(hao)類型的探頭(tou)，可以更快(kuai)地(di)獲得(de)直接測量(liang)(liang)結(jie)果。
3、根據信號幅度選擇
另(ling)外(wai)，要(yao)考慮(lv)測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)幅度(du)。它們是(shi)否位于(yu)示波(bo)器(qi)的(de)(de)(de)動態(tai)范圍(wei)內？如果(guo)不是(shi)，必需選擇可(ke)以調節動態(tai)范圍(wei)的(de)(de)(de)探(tan)(tan)頭(tou)。一般來(lai)說，這通過使用10X或(huo)(huo)更高的(de)(de)(de)探(tan)(tan)頭(tou)進行衰減(jian)來(lai)實(shi)現。要(yao)保證探(tan)(tan)針上的(de)(de)(de)帶(dai)寬或(huo)(huo)上升時(shi)間應超過計劃(hua)測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)頻率(lv)或(huo)(huo)上升時(shi)間。要(yao)記(ji)住(zhu)，非正弦曲線信(xin)號(hao)具有重要(yao)的(de)(de)(de)頻率(lv)成分或(huo)(huo)諧波(bo)，其可(ke)能會在很大程度(du)上超過信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)基頻。例如，為了(le)測(ce)(ce)量包(bao)括(kuo)100MHz方形波(bo)的(de)(de)(de)第(di)5個諧波(bo)，您需要(yao)探(tan)(tan)針上的(de)(de)(de)帶(dai)寬為500MHz的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量系統。類似的(de)(de)(de)，示波(bo)器(qi)系統的(de)(de)(de)上升時(shi)間應該比(bi)計劃(hua)測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)上升時(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(tan)頭(tou)可(ke)能(neng)導致的(de)信號負載(zai)。盡量使用高電阻、低電容(rong)探(tan)頭(tou)。對大(da)多數(shu)應用，帶有20pF或更低電容(rong)的(de)10M探(tan)頭(tou)應為信號源負載(zai)提供充(chong)足的(de)保證(zheng)。但是，對某(mou)些高速(su)數(shu)字(zi)電路，您可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)轉向有源探(tan)頭(tou)提供較低的(de)電容(rong)。
