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(wu)(wu)源(yuan)探頭由(you)導線和連接器制成，在需要補償或(huo)衰減時，還包括電阻器和電容器。探頭中沒有(you)有(you)源(yuan)器件（晶體管或(huo)放(fang)大器），因此(ci)不需為探頭供(gong)電。無(wu)(wu)源(yuan)探頭一般是最堅固(gu)、最經濟的探頭，它們不僅使用(yong)簡便，而(er)且使用(yong)廣(guang)泛。
②高阻無源電(dian)壓(ya)探(tan)頭(tou)
從實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)出(chu)發(fa)，使用(yong)最(zui)多(duo)的(de)是(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)(tan)頭，其(qi)中(zhong)高阻無源(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)(tan)頭占最(zui)大部(bu)分(fen)。無源(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)(tan)頭為不(bu)同(tong)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)范圍(wei)提(ti)供(gong)了各種衰(shuai)減(jian)系數1×，10×和100×。在(zai)這(zhe)些無源(yuan)探(tan)(tan)(tan)頭中(zhong)，10×無源(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)探(tan)(tan)(tan)頭是(shi)(shi)(shi)最(zui)常用(yong)的(de)探(tan)(tan)(tan)頭。對信(xin)號幅(fu)度(du)是(shi)(shi)(shi)1V峰(feng)峰(feng)值或(huo)更低的(de)應用(yong)，1×探(tan)(tan)(tan)頭可(ke)(ke)能(neng)要(yao)比較(jiao)適合(he)，甚至是(shi)(shi)(shi)必不(bu)可(ke)(ke)少的(de)。在(zai)低幅(fu)度(du)和中(zhong)等幅(fu)度(du)信(xin)號混合(he)（幾(ji)十(shi)毫伏(fu)(fu)到(dao)幾(ji)十(shi)伏(fu)(fu)）的(de)應用(yong)中(zhong)，可(ke)(ke)切(qie)換1×/10×探(tan)(tan)(tan)頭要(yao)方便(bian)得(de)多(duo)。但是(shi)(shi)(shi)，可(ke)(ke)切(qie)換1×/10×探(tan)(tan)(tan)頭在(zai)本質上是(shi)(shi)(shi)一個(ge)產品(pin)中(zhong)的(de)兩個(ge)不(bu)同(tong)探(tan)(tan)(tan)頭，不(bu)僅其(qi)衰(shuai)減(jian)系數不(bu)同(tong)，而且其(qi)帶(dai)寬、上升時間和阻抗（R和C）特(te)點也不(bu)同(tong)。因此(ci)，這(zhe)些探(tan)(tan)(tan)頭不(bu)能(neng)與示波器的(de)輸入完全匹配，不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)標準10×探(tan)(tan)(tan)頭實(shi)現的(de)最(zui)優性能(neng)。
③低(di)阻無源(yuan)電壓探頭
大(da)多數高(gao)(gao)阻(zu)無源探(tan)頭(tou)的(de)帶(dai)寬(kuan)范圍(wei)在小于100MHz到500MHz或更(geng)高(gao)(gao)的(de)帶(dai)寬(kuan)之間。而低阻(zu)無源電(dian)壓探(tan)頭(tou)（又稱為(wei)(wei)50歐(ou)姆(mu)探(tan)頭(tou)、Zo探(tan)頭(tou)、分壓器(qi)探(tan)頭(tou)）的(de)頻率特性很(hen)好(hao)，采用匹配同軸(zhou)電(dian)纜(lan)的(de)探(tan)頭(tou)，帶(dai)寬(kuan)可達10GHz和100皮秒或更(geng)快(kuai)的(de)上升時(shi)間。這(zhe)(zhe)種探(tan)頭(tou)是為(wei)(wei)用于50歐(ou)姆(mu)環境中設(she)計(ji)的(de)，這(zhe)(zhe)些環境一(yi)般是高(gao)(gao)速(su)設(she)備(bei)檢定、微波通信和時(shi)域反射計(ji)（TDR）。
④無源高壓探頭
“高壓”是相對的(de)概念。從探(tan)頭角度看(kan)，我們可以把高壓定義為超(chao)過典(dian)型的(de)通用10×無源探(tan)頭可以安全處(chu)理(li)的(de)電壓的(de)任何電壓。高壓探(tan)頭要求具有良好的(de)絕緣強(qiang)度，保證(zheng)使用者(zhe)和示(shi)波(bo)器的(de)安全。
2、有源電壓探頭
①有源探頭
有源(yuan)探頭包含或依賴有源(yuan)器(qi)件，如晶體(ti)管。最常見(jian)的(de)情(qing)況下(xia)，有源(yuan)設備是一種(zhong)場效(xiao)應晶體(ti)管（FET），它(ta)提供了非常低(di)的(de)輸入(ru)電(dian)容，低(di)電(dian)容會在(zai)更寬(kuan)的(de)頻段上導(dao)致高輸入(ru)阻(zu)抗(kang)。
②有源FET探頭
有源(yuan)FET探(tan)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)規定帶寬(kuan)一(yi)般在(zai)500MHz～4GHz之間。除帶寬(kuan)更高外，有源(yuan)FET探(tan)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)高輸入阻(zu)抗(kang)允(yun)許在(zai)阻(zu)抗(kang)未知(zhi)的(de)(de)(de)測試點上進行測量，而產生負荷效應的(de)(de)(de)風(feng)險(xian)要低得多(duo)。另外，由于(yu)低電容降低了地(di)線影響，可以使用更長的(de)(de)(de)地(di)線。
有(you)源FET探(tan)頭(tou)沒有(you)無源探(tan)頭(tou)的電壓(ya)范(fan)圍。有(you)源探(tan)頭(tou)的線(xian)性(xing)動態(tai)范(fan)圍一般在±0.6V到±10V之(zhi)間。
③有源差分探頭
差(cha)分信(xin)號(hao)是(shi)互相參考(kao)，而不是(shi)參考(kao)接(jie)地的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)。差(cha)分探(tan)頭可測量浮(fu)置器件的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)，實質上它(ta)是(shi)兩個(ge)對稱的(de)(de)(de)電壓探(tan)頭組成，分別對地段(duan)有良好絕緣(yuan)和較(jiao)高(gao)阻抗。差(cha)分探(tan)頭可以在更寬的(de)(de)(de)頻率范圍內提供很高(gao)的(de)(de)(de)共模(mo)抑(yi)制(zhi)比（CMRR）。
3、電流探頭
電流(liu)(liu)探頭可以精(jing)確測得電流(liu)(liu)波(bo)形，方法是采用電流(liu)(liu)互(hu)感(gan)器(qi)(qi)輸(shu)入，信號電流(liu)(liu)磁通經互(hu)感(gan)變(bian)壓器(qi)(qi)變(bian)換成電壓，再由(you)探頭內的放大(da)器(qi)(qi)放大(da)后送到示波(bo)器(qi)(qi)。
①交流電流探頭
交(jiao)流(liu)電流(liu)在互感器(qi)中，隨著(zhu)電流(liu)方向的變化，產生電場的變化，并感應出電壓(ya)。交(jiao)流(liu)電流(liu)探頭屬于無(wu)源設備，無(wu)需(xu)外接(jie)供電。
②直流電流探頭
傳(chuan)統電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)探頭(tou)只能(neng)測(ce)量(liang)交流(liu)(liu)(liu)交流(liu)(liu)(liu)信號，因為穩定的直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)不能(neng)在互感器中感應(ying)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)。然而，利(li)用霍爾效應(ying)，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)偏(pian)流(liu)(liu)(liu)的半導體(ti)設備(bei)(bei)將產生與直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)場對應(ying)的電(dian)(dian)壓(ya)。所以，直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)探頭(tou)是一種有(you)源設備(bei)(bei)，需(xu)要外接(jie)供電(dian)(dian)。
所(suo)以電(dian)(dian)流(liu)探(tan)(tan)頭(tou)基本(ben)上分(fen)成(cheng)兩(liang)類：即AC電(dian)(dian)流(liu)探(tan)(tan)頭(tou)和AC/DC電(dian)(dian)流(liu)探(tan)(tan)頭(tou)，AC電(dian)(dian)流(liu)探(tan)(tan)頭(tou)通常是無源探(tan)(tan)頭(tou)，AC/DC電(dian)(dian)流(liu)探(tan)(tan)頭(tou)通常是有(you)源探(tan)(tan)頭(tou)。
4、邏輯探頭
使(shi)用(yong)示波器觀察(cha)分析數字波形的(de)模擬(ni)特點時(shi)，需要用(yong)到邏輯探頭，為隔離確(que)切地成因(yin)，數字設(she)計(ji)人員通(tong)常需要查看(kan)在具體邏輯條件下(xia)發生的(de)特定數據脈沖，這要求邏輯觸發功能。
5、其他探頭
由(you)于示(shi)波器(qi)的應(ying)用(yong)范圍十分(fen)廣泛，所以除(chu)了上述的探(tan)頭類型外還有各種專(zhuan)用(yong)探(tan)頭，這些專(zhuan)業探(tan)頭根據其(qi)前端傳感器(qi)的不同而(er)有不同的功(gong)用(yong)。
①光電探頭
光(guang)電(dian)(dian)探(tan)頭(tou)(tou)在原理上是(shi)普通(tong)電(dian)(dian)壓探(tan)頭(tou)(tou)與光(guang)電(dian)(dian)轉換(huan)器(qi)件(jian)的(de)組(zu)合，可直接測量光(guang)器(qi)件(jian)和光(guang)纖傳輸(shu)的(de)光(guang)信(xin)號。
②溫度探頭
溫(wen)度(du)(du)探頭是普通(tong)電(dian)壓(ya)探頭與(yu)(yu)溫(wen)度(du)(du)傳(chuan)感器的組(zu)合，可直接(jie)測量物(wu)體(ti)的溫(wen)度(du)(du)。溫(wen)度(du)(du)探頭屬傳(chuan)感器探頭的一種(zhong)，各(ge)種(zhong)傳(chuan)感器探頭與(yu)(yu)示波器配合可測量多種(zhong)物(wu)理量。
二、示波器探頭怎么選擇
1、選擇適當的探頭
由于廣泛的示(shi)(shi)波(bo)(bo)器測(ce)量(liang)應用和需(xu)求，市場(chang)上可供選擇的示(shi)(shi)波(bo)(bo)器探(tan)(tan)頭(tou)(tou)很多(duo)，因此探(tan)(tan)頭(tou)(tou)選擇過程(cheng)(cheng)很容易引起混(hun)淆。為減少大量(liang)的混(hun)淆及(ji)縮(suo)小選擇過程(cheng)(cheng)，應一(yi)直遵(zun)守(shou)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器制造商的探(tan)(tan)頭(tou)(tou)建議，這(zhe)一(yi)點非常(chang)重要！因為不同的示(shi)(shi)波(bo)(bo)器是有不同的帶(dai)寬、上升時間、靈敏度和輸入阻抗。充分利(li)用示(shi)(shi)波(bo)(bo)器的測(ce)量(liang)功能要求探(tan)(tan)頭(tou)(tou)要與示(shi)(shi)波(bo)(bo)器的設計相匹配。
2、根據測量需求選擇
此外，探頭(tou)選擇(ze)過程應(ying)考慮(lv)測量需求。您(nin)要測量哪些(xie)項(xiang)目？是(shi)電壓？電流？還是(shi)光信號？通過選擇(ze)適合信號類(lei)型的探頭(tou)，可以更快地獲(huo)得(de)直接測量結果。
3、根據信號幅度選擇
另外，要(yao)考慮測(ce)量(liang)的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)幅(fu)度(du)(du)。它們是否位(wei)于示波器的(de)(de)動態范圍內(nei)？如(ru)果(guo)不是，必需選擇(ze)可以調節動態范圍的(de)(de)探(tan)頭。一般來說，這通過使用10X或(huo)更高的(de)(de)探(tan)頭進行衰減來實(shi)現。要(yao)保(bao)證探(tan)針(zhen)(zhen)上(shang)(shang)的(de)(de)帶(dai)寬或(huo)上(shang)(shang)升(sheng)(sheng)時(shi)間應超過計(ji)(ji)劃測(ce)量(liang)的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)頻率或(huo)上(shang)(shang)升(sheng)(sheng)時(shi)間。要(yao)記住，非正弦(xian)曲線信(xin)(xin)號(hao)具有重要(yao)的(de)(de)頻率成分或(huo)諧波，其可能會(hui)在很大程度(du)(du)上(shang)(shang)超過信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)基頻。例如(ru)，為了測(ce)量(liang)包括(kuo)100MHz方形波的(de)(de)第5個諧波，您(nin)需要(yao)探(tan)針(zhen)(zhen)上(shang)(shang)的(de)(de)帶(dai)寬為500MHz的(de)(de)測(ce)量(liang)系統(tong)。類似的(de)(de)，示波器系統(tong)的(de)(de)上(shang)(shang)升(sheng)(sheng)時(shi)間應該比計(ji)(ji)劃測(ce)量(liang)的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)上(shang)(shang)升(sheng)(sheng)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)頭可(ke)能導(dao)致的信號(hao)(hao)負(fu)載(zai)。盡量使用高(gao)電(dian)(dian)阻、低電(dian)(dian)容探(tan)頭。對大多數應(ying)用，帶有20pF或更低電(dian)(dian)容的10M探(tan)頭應(ying)為(wei)信號(hao)(hao)源負(fu)載(zai)提(ti)供(gong)充足的保證。但(dan)是，對某些高(gao)速數字電(dian)(dian)路，您可(ke)能需要轉向有源探(tan)頭提(ti)供(gong)較低的電(dian)(dian)容。
