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(tan)(tan)頭(tou)由(you)導線和連接(jie)器(qi)制(zhi)成(cheng)，在(zai)需(xu)要補償或(huo)衰減(jian)時，還包括(kuo)電(dian)(dian)阻(zu)器(qi)和電(dian)(dian)容(rong)器(qi)。探(tan)(tan)頭(tou)中沒有有源(yuan)器(qi)件(jian)（晶(jing)體(ti)管或(huo)放大(da)器(qi)），因此不(bu)需(xu)為探(tan)(tan)頭(tou)供電(dian)(dian)。無源(yuan)探(tan)(tan)頭(tou)一般是最堅固(gu)、最經濟的探(tan)(tan)頭(tou)，它們不(bu)僅使用簡(jian)便，而且使用廣泛(fan)。
②高阻無源電壓探頭
從實際需要(yao)出發，使用(yong)最(zui)(zui)多(duo)的(de)(de)是電(dian)壓探頭(tou)(tou)(tou)，其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)高阻(zu)無(wu)源(yuan)電(dian)壓探頭(tou)(tou)(tou)占最(zui)(zui)大部分。無(wu)源(yuan)電(dian)壓探頭(tou)(tou)(tou)為不(bu)同電(dian)壓范圍提(ti)供(gong)了各(ge)種衰減(jian)系數1×，10×和(he)(he)100×。在這些(xie)無(wu)源(yuan)探頭(tou)(tou)(tou)中(zhong)(zhong)，10×無(wu)源(yuan)電(dian)壓探頭(tou)(tou)(tou)是最(zui)(zui)常(chang)用(yong)的(de)(de)探頭(tou)(tou)(tou)。對(dui)信號幅(fu)度(du)是1V峰峰值或更低(di)的(de)(de)應(ying)用(yong)，1×探頭(tou)(tou)(tou)可(ke)能(neng)要(yao)比較適(shi)合(he)，甚(shen)至是必不(bu)可(ke)少的(de)(de)。在低(di)幅(fu)度(du)和(he)(he)中(zhong)(zhong)等幅(fu)度(du)信號混合(he)（幾(ji)十毫伏到幾(ji)十伏）的(de)(de)應(ying)用(yong)中(zhong)(zhong)，可(ke)切(qie)換1×/10×探頭(tou)(tou)(tou)要(yao)方便得多(duo)。但是，可(ke)切(qie)換1×/10×探頭(tou)(tou)(tou)在本質上是一(yi)個(ge)產品中(zhong)(zhong)的(de)(de)兩(liang)個(ge)不(bu)同探頭(tou)(tou)(tou)，不(bu)僅其(qi)(qi)衰減(jian)系數不(bu)同，而且其(qi)(qi)帶寬、上升時間和(he)(he)阻(zu)抗（R和(he)(he)C）特(te)點(dian)也(ye)不(bu)同。因此，這些(xie)探頭(tou)(tou)(tou)不(bu)能(neng)與示(shi)波(bo)器的(de)(de)輸入完全匹配，不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)標準10×探頭(tou)(tou)(tou)實現的(de)(de)最(zui)(zui)優(you)性能(neng)。
③低阻無源電壓探頭
大多數高(gao)阻無源探(tan)頭的(de)帶寬(kuan)范圍在(zai)小于(yu)100MHz到500MHz或(huo)更(geng)(geng)高(gao)的(de)帶寬(kuan)之間。而低阻無源電壓探(tan)頭（又稱為(wei)50歐(ou)姆探(tan)頭、Zo探(tan)頭、分壓器探(tan)頭）的(de)頻(pin)率(lv)特(te)性很好，采用匹配同軸電纜(lan)的(de)探(tan)頭，帶寬(kuan)可達10GHz和(he)100皮秒或(huo)更(geng)(geng)快的(de)上升時間。這(zhe)(zhe)種探(tan)頭是為(wei)用于(yu)50歐(ou)姆環(huan)境中(zhong)設計的(de)，這(zhe)(zhe)些環(huan)境一般是高(gao)速設備(bei)檢定(ding)、微(wei)波(bo)通信和(he)時域反射(she)計（TDR）。
④無源高壓探頭
“高壓(ya)”是(shi)相對的(de)(de)概念。從探(tan)頭角度看(kan)，我們可(ke)以把高壓(ya)定義為(wei)超過典型的(de)(de)通(tong)用(yong)(yong)10×無源(yuan)探(tan)頭可(ke)以安全(quan)處理的(de)(de)電(dian)壓(ya)的(de)(de)任(ren)何(he)電(dian)壓(ya)。高壓(ya)探(tan)頭要求具有良(liang)好的(de)(de)絕緣強(qiang)度，保證(zheng)使用(yong)(yong)者(zhe)和示波器的(de)(de)安全(quan)。
2、有源電壓探頭
①有源探頭
有(you)源(yuan)(yuan)探頭包含或(huo)依賴有(you)源(yuan)(yuan)器件，如晶體(ti)管。最(zui)常見的情況下，有(you)源(yuan)(yuan)設備是(shi)一種場效應晶體(ti)管（FET），它提供了非(fei)常低的輸(shu)入(ru)電容，低電容會在更寬的頻段上導致高輸(shu)入(ru)阻抗。
②有(you)源FET探頭
有(you)源FET探頭(tou)的(de)規(gui)定帶(dai)寬(kuan)一般在(zai)(zai)500MHz～4GHz之間。除帶(dai)寬(kuan)更(geng)高外(wai)，有(you)源FET探頭(tou)的(de)高輸入阻(zu)抗允(yun)許在(zai)(zai)阻(zu)抗未知(zhi)的(de)測試點上進行測量，而產生(sheng)負荷(he)效(xiao)應的(de)風(feng)險要低得多。另外(wai)，由于低電容降低了地(di)線影響，可以使用更(geng)長的(de)地(di)線。
有(you)(you)源(yuan)FET探(tan)頭沒有(you)(you)無源(yuan)探(tan)頭的電(dian)壓范圍(wei)。有(you)(you)源(yuan)探(tan)頭的線性動態范圍(wei)一般在±0.6V到±10V之(zhi)間(jian)。
③有源差分探頭
差(cha)分信(xin)號是(shi)互(hu)相(xiang)參考(kao)(kao)，而不是(shi)參考(kao)(kao)接地的信(xin)號。差(cha)分探(tan)頭可測(ce)量浮置器(qi)件的信(xin)號，實質上它是(shi)兩個對(dui)稱的電壓(ya)探(tan)頭組成，分別對(dui)地段有良(liang)好絕緣和(he)較高(gao)阻抗(kang)。差(cha)分探(tan)頭可以在(zai)更寬(kuan)的頻率范圍內提供很高(gao)的共模抑制(zhi)比（CMRR）。
3、電流探頭
電流探頭可(ke)以精確測得電流波形，方法(fa)是(shi)采用電流互(hu)感(gan)器輸入，信號電流磁通(tong)經(jing)互(hu)感(gan)變壓器變換成(cheng)電壓，再由探頭內的放大(da)器放大(da)后送到示波器。
①交流電流探頭
交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)在互感器中，隨著(zhu)電(dian)流(liu)(liu)方向的(de)(de)變化，產(chan)生電(dian)場的(de)(de)變化，并感應出電(dian)壓。交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)探頭屬于無(wu)源(yuan)設(she)備，無(wu)需外(wai)接供(gong)電(dian)。
②直流電流探頭
傳統電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)探頭(tou)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(bu)能在互感(gan)器中感(gan)應電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)。然而，利(li)用(yong)霍爾(er)效應，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)偏流(liu)(liu)(liu)(liu)的半導體設(she)備將(jiang)產生與直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)場(chang)對(dui)應的電(dian)(dian)壓。所以，直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)探頭(tou)是(shi)一(yi)種(zhong)有源設(she)備，需要外接供電(dian)(dian)。
所以電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)基本上(shang)分成兩類：即(ji)AC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)和AC/DC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)，AC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)通(tong)常是(shi)無源(yuan)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)，AC/DC電流(liu)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)通(tong)常是(shi)有源(yuan)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)。
4、邏輯探頭
使用示波(bo)器觀察分析(xi)數字波(bo)形(xing)的模(mo)擬特點(dian)時，需(xu)要用到邏輯探(tan)頭(tou)，為隔離確切(qie)地成因，數字設計人(ren)員通常需(xu)要查(cha)看在具體邏輯條件(jian)下發生的特定數據脈沖，這要求邏輯觸發功能。
5、其他探頭
由于示波器的應(ying)用(yong)范圍十分廣泛，所以除了上述(shu)的探頭類型外還有各種專用(yong)探頭，這些專業探頭根據其前端傳感器的不(bu)同而有不(bu)同的功(gong)用(yong)。
①光電探頭
光(guang)電(dian)探(tan)頭(tou)在原理(li)上是普通電(dian)壓探(tan)頭(tou)與光(guang)電(dian)轉換(huan)器件(jian)的(de)組合(he)，可直接(jie)測(ce)量光(guang)器件(jian)和光(guang)纖(xian)傳輸的(de)光(guang)信號。
②溫度探頭
溫度(du)探頭是普通電(dian)壓(ya)探頭與溫度(du)傳感器(qi)的(de)組合(he)，可直(zhi)接測(ce)量物體的(de)溫度(du)。溫度(du)探頭屬傳感器(qi)探頭的(de)一(yi)種(zhong)，各(ge)種(zhong)傳感器(qi)探頭與示(shi)波器(qi)配合(he)可測(ce)量多種(zhong)物理(li)量。
二、示波器探頭怎么選擇
1、選擇適當的探頭
由于廣泛(fan)的(de)示波(bo)(bo)器測量(liang)(liang)(liang)應用和需求，市場(chang)上可(ke)供(gong)選(xuan)(xuan)擇的(de)示波(bo)(bo)器探(tan)(tan)頭很多，因(yin)此探(tan)(tan)頭選(xuan)(xuan)擇過程很容易引起混淆。為減少大量(liang)(liang)(liang)的(de)混淆及縮小(xiao)選(xuan)(xuan)擇過程，應一(yi)直(zhi)遵守示波(bo)(bo)器制造商的(de)探(tan)(tan)頭建議(yi)，這一(yi)點非常重要(yao)！因(yin)為不同的(de)示波(bo)(bo)器是有不同的(de)帶寬、上升(sheng)時(shi)間、靈敏(min)度和輸入阻抗。充分(fen)利用示波(bo)(bo)器的(de)測量(liang)(liang)(liang)功能要(yao)求探(tan)(tan)頭要(yao)與示波(bo)(bo)器的(de)設計相匹配。
2、根據測量需求選擇
此外，探(tan)頭選擇(ze)過(guo)程應考(kao)慮測量(liang)需求。您要測量(liang)哪些項目(mu)？是電壓(ya)？電流？還是光(guang)信號？通過(guo)選擇(ze)適合(he)信號類型的(de)探(tan)頭，可以更快地獲得(de)直(zhi)接(jie)測量(liang)結(jie)果(guo)。
3、根據信號幅度選擇
另外，要(yao)考慮測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號(hao)幅度(du)(du)。它們(men)是否位于示(shi)波(bo)(bo)器(qi)的(de)(de)(de)動(dong)態(tai)范圍(wei)內(nei)？如(ru)果不是，必需選(xuan)擇可以(yi)調(diao)節動(dong)態(tai)范圍(wei)的(de)(de)(de)探(tan)(tan)頭(tou)。一般來(lai)說，這通(tong)過(guo)使(shi)用10X或更高的(de)(de)(de)探(tan)(tan)頭(tou)進(jin)行衰減來(lai)實(shi)現(xian)。要(yao)保證探(tan)(tan)針(zhen)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)或上(shang)(shang)升(sheng)時間(jian)應超(chao)過(guo)計劃測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號(hao)頻率(lv)或上(shang)(shang)升(sheng)時間(jian)。要(yao)記(ji)住，非正弦曲線(xian)信(xin)(xin)(xin)號(hao)具有重要(yao)的(de)(de)(de)頻率(lv)成分或諧波(bo)(bo)，其可能會(hui)在很(hen)大程度(du)(du)上(shang)(shang)超(chao)過(guo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)基頻。例如(ru)，為了測(ce)量(liang)(liang)包括100MHz方形波(bo)(bo)的(de)(de)(de)第5個諧波(bo)(bo)，您需要(yao)探(tan)(tan)針(zhen)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)為500MHz的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)系(xi)統。類(lei)似(si)的(de)(de)(de)，示(shi)波(bo)(bo)器(qi)系(xi)統的(de)(de)(de)上(shang)(shang)升(sheng)時間(jian)應該比計劃測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號(hao)上(shang)(shang)升(sheng)時間(jian)快3-5倍(bei)。
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)可能導致的信(xin)號負載。盡量使用(yong)高(gao)電(dian)(dian)(dian)阻、低(di)(di)電(dian)(dian)(dian)容(rong)探(tan)頭(tou)。對(dui)大多數應用(yong)，帶(dai)有(you)20pF或更低(di)(di)電(dian)(dian)(dian)容(rong)的10M探(tan)頭(tou)應為信(xin)號源(yuan)(yuan)負載提供充足的保證。但是(shi)，對(dui)某些高(gao)速數字(zi)電(dian)(dian)(dian)路，您可能需要轉(zhuan)向有(you)源(yuan)(yuan)探(tan)頭(tou)提供較低(di)(di)的電(dian)(dian)(dian)容(rong)。
