示波器探头是一种在测试点或信号源 与示波器之间建立物理和电气连接的设备。 根据您的测量需求,这种连接既可以通过一根简单的导线实现, 也可以使用有源差分探头等高精度仪器来完成。从本质上说,探头是一种设备或网络, 用于将信号源与示波器的输入端连接起来。
示波器探头的工作原理
示波器探头在信号源或被测设备 (DUT) 与示波器之间提供高质量的连接。在选择和使用示波器探头时,有许多重要的考虑因素,包括 物理附件、对电路操作产生的影响以及信号传输。
示波器探头的解析
大多数探头至少有一至两米长的电缆。当探头需要在被测电路的 不同测试点之间移动时,探头电缆使得示波器可以稳定地放置在小车或工作台上, 无需随之移动。然而,在某些情况下,探头电缆可能会降低探头的带宽。因此,电缆越长 ,带宽降低也会越多。
大多数探头都有一个带探头端部的探头头部或手柄。探针头部可让您握住探头 同时将端部移至测试点。通常情况下,探头端部是一个弹簧钩, 可以将探头固定在测试点上。
连接探头
将探头与测试点相连接,可以在探头端部与示波器输入端之间构建电气 连接。因此,必须尽量减少探头对被测电路的影响(这种影响通常被称为“负载”)。 同时,保持信号的保真度至关重要,以满足所需的测量需求。若探头不能维持信号的保真度, 或以任何方式改变信号或改变电路的运行方式,示波器将捕捉到 并报告实际信号的失真版本。这种失真可能导致测量不准确。
示波器探头有哪些类型?
示波器探头的类型 | 描述 | |
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无源电压示波器探头 |
无源电压探头设计有多种衰减系数(1 倍、10 倍和 100 倍),以便适应不同范围的电压测量需求。10 倍无源探头最为常见,通常随大多数示波器一同提供。 |
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有源电压示波器探头 |
有源探头包含或依赖于放大器等有源元件。这些有源设备通常是场效应晶体管 (FET)。有源探头适用于更高带宽的测量,其输入电容通常远低于无源探头。 |
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差分示波器探头 |
差分探头使用差分放大器减去两个信号,生成一个差分信号供示波器的一个通道进行测量,从而在更广泛的频率范围内表现出更高的性能。 |
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高压差分示波器探头 |
高压探头的最大额定电压可高达 20,000 伏。 |
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电流示波器探头 |
电流探头的设计多种多样,而最普遍的设计是感应电磁场的强度,随后将其转化为相应的电压信号,以供示波器进行测量。 |
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逻辑示波器探头 |
逻辑探头可对数字信号进行验证和调试。 |
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光学示波器探头 |
光学探头通常包含一个光电转换器,可在示波器上查看光学信号。 |
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隔离示波器探头 |
隔离探头可进行非接地参考测量或“浮动”测量。泰克产品线提供享誉业界的 CMRR。 |
卓越的示波器探头
理想的示波器探头应具备以下关键特性:
连接方便快捷
没有一种探头尺寸或配置能够适用于所有情况。因此,为了满足各种应用的物理连接要求, 我们设计了多种不同的探头尺寸和配置。
绝对信号保真度
探头端部出现的信号应当在示波器的输入端得到如实的复现。
零信号源负载
探头无法实现零信号源负载。它至少需要消耗少量的信号电流 才能在示波器的输入端产生信号电压。因此,在使用探头时,预计会有 一些信号源负载。尽管如此,我们的目标始终是选择适合的探头, 以充分减少负载量。
完全抗噪
示波器探头并非完全不受噪声源的影响。在大多数情况下,通过使用屏蔽技术,探头可以在常见的信号电平下 表现出较高的抗噪能力。然而,对于某些低电平信号而言,噪声仍然是一个问题。
在示波器上使用示波器探头
当您在工作台上准备好要测量的设备后,请学习如何使用示波器,包括如何 连接和补偿探头。