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示波器探頭淺談
一個(gè)理想的探頭應(yīng)當(dāng)易于連接，具有可靠而安全的觸點(diǎn)、不會(huì)降低其傳輸信號(hào)的質(zhì)量或者造成失真、具有線性的相位行為、無(wú)衰減、具有無(wú)限的帶寬、高的抗噪性能以及不會(huì)成為信號(hào)源的負(fù)載。然而，實(shí)際上所有這些屬性均不可能實(shí)現(xiàn)，而且某些情況下離所要求的測(cè)量情況還會(huì)有很大的差距。實(shí)際應(yīng)用中，需要測(cè)量的信號(hào)往往難以獲取，其阻抗變化可能非常大，整體設(shè)置對(duì)噪聲非常敏感而且依賴于頻率，帶寬有限，而且信號(hào)傳播的差異會(huì)在多個(gè)測(cè)量通道之間引起輕微的時(shí)間偏差（相位和時(shí)間偏差）。
幸運(yùn)的是，示波器制造商竭盡全力將與探頭相關(guān)的影響降至zui低，使其能夠更容易連接到電路，而且性能更可靠。比如，一只手拿著探頭而另一只手操作示波器的方式是很難做到的。
因此，R&S RTO系列示波器的有源探頭讓用戶能夠利用探頭上的一個(gè)按鈕來(lái)控制示波器功能，而且包含許多功能的控制。該測(cè)量?jī)x器上還具備一個(gè)稱為R&S ProbeMeter的集成電壓計(jì)，可以進(jìn)行比傳統(tǒng)示波器通道更為準(zhǔn)確的DC測(cè)量。
電壓探頭以及AC或者AC/DC電流探頭是兩款基本的探頭類型。但是還存在許多專為具體測(cè)量任務(wù)而設(shè)計(jì)的其它探頭，包括設(shè)計(jì)用于數(shù)字電路邏輯狀態(tài)故障排解的邏輯探頭。環(huán)境探頭設(shè)計(jì)為可以在廣泛的溫度范圍下工作，而溫度探頭可以用來(lái)測(cè)量組件的溫度，并且可以用在很可能出現(xiàn)高溫的電路中。另外還有設(shè)計(jì)用于晶片級(jí)探測(cè)站中的探頭，以及將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光學(xué)探頭，使得能夠在示波器上查看光學(xué)信號(hào)，某些特定的探頭還可用于測(cè)量高電壓。
示波器探頭分類
無(wú)源探頭
無(wú)源探頭是zui簡(jiǎn)單而且價(jià)格*的探頭類型，可以提供大部分必需的測(cè)量功能。無(wú)源探頭本質(zhì)上由電線和接頭所構(gòu)成，而當(dāng)需要衰減時(shí)，還會(huì)具備電阻和電容。無(wú)源探頭中不存在有源組件，所以無(wú)需示波器提供電源也能進(jìn)行工作，本質(zhì)上非常耐用。
1X（“單倍"）探頭是指探頭具有與示波器相同的動(dòng)態(tài)范圍，而衰減探頭則是通過(guò)將信號(hào)電平衰減 10 倍、100 倍甚至更高的倍數(shù)，從而擴(kuò)展儀器的測(cè)量范圍。zui為通用的探頭是 10X 類型的探頭，因?yàn)樗斐傻呢?fù)載效應(yīng)很低，而且提供更大的電壓測(cè)量范圍。10X 探頭是許多儀器的典型“標(biāo)配"探頭。
連接至示波器 1M歐姆輸入端的 1X 無(wú)源高阻抗探頭具有很高的靈敏度（小衰減），而將 10:1 的無(wú)源高阻抗探頭連接到示波器的 1M 歐姆輸入端時(shí)，可以提供比 1X 探頭更寬廣的動(dòng)態(tài)范圍、更高的輸入阻抗以及更低的電容。將 10:1 無(wú)源低阻抗探頭連接至示波器的 50 歐姆輸入端時(shí)，其阻抗幾乎不隨頻率變化而變化，但由于其標(biāo)稱阻抗為 500 歐姆，因此會(huì)成為信號(hào)源的一個(gè)明顯負(fù)載。
當(dāng)信號(hào)幅值相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，便需要采用1X探頭；但對(duì)于中低幅值成分混合的信號(hào)，采用1X/10X衰減比可調(diào)探頭則更為方便。無(wú)源探頭的典型帶寬范圍為小于100 MHz ~ 500 MHz。對(duì)于50歐姆環(huán)境中所遇到的高速（高頻）信號(hào)，需要采用50歐姆的探頭，其帶寬可達(dá)數(shù)千兆赫茲，上升時(shí)間可達(dá)100 ps甚至更快。
無(wú)源探頭中包含一個(gè)低頻調(diào)整控件，在探頭連接至示波器時(shí)使用。低頻補(bǔ)償用于使探頭的電容與示波器輸入端的電容相匹配。高頻調(diào)整控件僅適用于50 MHz以上的工作頻率。特定供應(yīng)商用于更高頻率的無(wú)源探頭會(huì)在出廠前完成調(diào)整，所以僅須執(zhí)行低頻調(diào)整。而有源探頭則無(wú)須執(zhí)行這些類型的調(diào)整，因?yàn)樗鼈兊膶傩院脱a(bǔ)償均在出廠前便已確定。