一文搞懂示波器探头！

2017-06-30 by:CAE仿真在线来源:互联网

示波器是电子工程师必不可少的工具之一,它能够将肉眼不可见的电信号转化为可见的图像,将被测量的信号的变化情况显示在屏面上,方便人们进行电路设计及错误定位。在构成示波器的器件当中,探头的重要性自是不必多说,其质量直接关系到示波器测量结果的准确性。

顾名思义,探头起到探测的作用。它是连接被测试电路和示波器输入端的重要媒介。最简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线,复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰,而且本身等效电容较大,造成被测电路的负载增加,使被测信号失真。

当使用不合适的探头时,就会对测量的结果产生比较大的影响,大体能够分为两个方面。第一种情况,探头改变了波形的原本形状,所观察到的波形产生偏差。第二种情况,导致示波器运行异常,正常的设备变得无法工作。

探头的选择

要避免这些情况,就要熟悉示波器探头的类型,然后根据实际情况有针对性的选择使用。常用的探头分为多种,电流探头、高压差分探头、低压差分探头、无源探头、高压探头单端、低压探头单端等等,下面就对这些探头的适用范围进行介绍,方便大家进行选择。

1、电流探头

一般利用霍尔效应来测试电流信号。测试范围一般为从DC到2G。幅度由1 mA 到20000A。

电流探头解决方案提供:

最广的 AC/DC 及仅 AC 电流探头系列
测量准确度从几 uA 到 2000 A
同类最佳带宽高至 120 MHz
同类最佳电流箝位灵敏度低至 1 mA
符合第三方安全认证的唯一产品(UL、CSA、ETL)
提供裸线电压额定值的唯一产品
与泰克示波器配合使用时自动读数和定标,因此无需将电压转换为电流或者手动设定标度

2、高压差分探头

用于测量两个均非为地的测试点之间的电压差。泰克的高压差分探头可用于高达 6000 V 的信号。这类探头由于具有共模抑制能力,成为较大部件中进行非地参考、浮动或隔离测量的最佳选择。这些产品由泰克设计、制造和维修。

高压差分探头解决方案提供:

同类最佳的带宽和探头负载影响
符合第三方安全认证的唯一产品(UL、CSA、ETL)
高压和中压产品,支持不同动态范围和测量分辨率的需要
最全面的探头附件

3、低压差分探头

高速串行标准中使用的差分信令需要非常准确的检定。泰克低压差分探头中提供业内领先的带宽和信号保真度,确保您看到所有细节。泰克提供的 TriMode™ 架构只需单个连接即可进行差分、单端和共模测量,简化了测量采集过程!

4、无源探头

无源探头为大多数示波器发货时的标配,提供低成本的通用探测解决方案。通常,这些探头缺乏有源电压探头的性能,但能够在大量应用中提供信号可视化所需的坚固性和动态范围。泰克推出全新的无源探头类型,重新定义了无源探头产品类别的性能。

泰克新型无源探头解决方案提供:

同类最佳带宽高至 1 GHz
低至 3.9 pF 的同类最佳输入电容,可将探头的负载影响降至最低
同类最佳的输入电容,在连接较长地线时可将性能损失降至最低
自动探头补偿,无需使用补偿螺丝刀

5、高压探头-单端

高压单端探头通常用于测量低于 40 kV 以地参考的信号。但是,某些单端探头设计用于隔离或浮动输入的仪器,进行非以地参考的测量。用户应选择较低输入电容指标 (< 4 pF) 的探头以最大程度降低探头对电路的负载影响,因为输入电容较低的探头能在更高频率上提供更高的输入阻抗。

泰克高压探头解决方案提供:

同类最佳带宽高至 800 MHz
同类最佳的探头负载影响,输入电容仅为 1.8 pF
符合第三方安全认证的唯一产品(UL、CSA、ETL)
最全面的探头附件

6、低压探头-单端

低压单端探头通常用于测量低于 12 V 以地参考的高速信号。这种低压探头是在高阻抗、高频电路元件上进行测量的最佳选择,这些测量中需要将探头负载影响降至最低。用户应选择具有很低输入电容指标 (~1 pF) 的探头以最大程度降低探头对电路的负载影响。具有较低输入电容的探头能在更高频率上提供更高输入阻抗。

泰克低压单端探头解决方案提供:

带宽高至 4 GHz。
很高的输入阻抗,很低的输入电容 (<1 pF)
最全面的探头附件,实现最佳测量性能

根据实际经验来看,使用率最高的为无源类探头,高阻无源电压探头所占的比例最大。无源电压探头为不同电压范围提供了各种衰减系数,如1×、10×、100×。在这些无源探头中,10×无源电压探头是最常用的探头。对信号幅度是1V峰值或更低的应用,1×探头可能要比较适合,甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信号混合(几十毫伏到几十伏)的应用中,可切换1×/10×探头要方便得多。但是,可切换1×/10×探头在本质上是一个产品中的两个不同探头,不仅其衰减系数不同,而且其带宽、上升时间和阻抗(R和C)特点也不同。因此,这些探头不能与示波器的输入完全匹配,不能提供标准10×探头实现的最优性能。

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