示波器探头是什么?示波器探头有什么用?
示波器探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引到示波器进行测量。
探头是介于被测信号和示波器之间的中间环节,如果信号在探头处就已经失真了,那么示波器做的再好也没有用。实际上探头的设计要比示波器难得多,因为示波器内部可以做很好的屏蔽,也不需要频繁拆卸,而探头除了要满足探测的方便性的要求以外,还要保证至少和示波器一样的带宽,难度要大得多。因此最早高带宽的实时示波器刚出现时是没有相应的探头的,又过了一段时间探头才出来。
示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要,它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。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。
示波器探头是在测试点或信号源和示波器之间建立了一条物理和电子连接;实际上,示波器探头是把信号源连接到示波器输入上的某类设备或网络,它必须在信号源和示波器输入之间提供足够方便优质的连接。连接的充分程度有三个关键的问题:物理连接、对电路操作的影响和信号传输。
大多数探头由探头头部、探头电缆、补偿设备或其他信号调节网络和探头连接头组成。
为进行示波器测量,必须先能够在物理上把探头连接到测试点。为实现这一点,大多数探头至少有一两米长的相关电缆,但是探头电缆降低了探头带宽:电缆越长,下降的幅度越大。除了一两米长的电缆外,大多数探头还有一个探头头部或带探针的把手,探头头部可以固定探头,用户则可以移动探针,与测试点接触。通常这一探针采用弹簧支撑的挂钩形式,可以把探头实际连接到测试点上。
为了获得可用的测量结果,探针上的信号必须通过探头头部和电缆,以足够的保真度传送到示波器的输入。
示波器的探头按是否需要供电可以分为无源探头和有源探头,按测量的信号类型可以分为电压探头、电流探头、光探头等。所谓的无源探头,是指整个探头都由无源器件构成,包括电阻、电容、电缆等;而有源探头内部一般有放大器,放大器是需要供电的,所以叫有源探头。示波器中高阻无源探头的输入阻抗高,但带宽做不高,低阻无源探头带宽可以做高但输入阻抗不高。
有源电压探头:一般适用于带宽大于500M Hz,幅度小于正负3伏的单端信号。
无源探头:一般用于测试带宽小于500M Hz的单端信号。它是比较经济的一类探头。
差分探头:一般用于测试差分信号。分为高带宽和高电压两种。高电压差分探头可以测试高达4400伏的差分信号;高带宽差分探头可以测试带为高达12.5G的高速信号。
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。
低电容探头:这是为匹配而设置的探头。这种探头目前市场型号比较少,最高可以测量带宽9G Hz。
高压探头:适合测试高压信号,最高可以测量达4000伏的电压,可分为单端和差分两种探头。
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