一、示波器探頭的種類有哪些

1、無(wú)源電壓探頭

①無(wú)源探頭

無(wú)源探頭由導(dǎo)線和連接器制成，在需要補(bǔ)償或衰減時(shí)，還包括電阻器和電容器。探頭中沒(méi)有有源器件（晶體管或放大器），因此不需為探頭供電。無(wú)源探頭一般是最堅(jiān)固、最經(jīng)濟(jì)的探頭，它們不僅使用簡(jiǎn)便，而且使用廣泛。

②高阻無(wú)源電壓探頭

從實(shí)際需要出發(fā)，使用最多的是電壓探頭，其中高阻無(wú)源電壓探頭占最大部分。無(wú)源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數(shù)1×，10×和100×。在這些無(wú)源探頭中，10×無(wú)源電壓探頭是最常用的探頭。對(duì)信號(hào)幅度是1V峰峰值或更低的應(yīng)用，1×探頭可能要比較適合，甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信號(hào)混合（幾十毫伏到幾十伏）的應(yīng)用中，可切換1×/10×探頭要方便得多。但是，可切換1×/10×探頭在本質(zhì)上是一個(gè)產(chǎn)品中的兩個(gè)不同探頭，不僅其衰減系數(shù)不同，而且其帶寬、上升時(shí)間和阻抗（R和C）特點(diǎn)也不同。因此，這些探頭不能與示波器的輸入完全匹配，不能提供標(biāo)準(zhǔn)10×探頭實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)性能。

③低阻無(wú)源電壓探頭

大多數(shù)高阻無(wú)源探頭的帶寬范圍在小于100MHz到500MHz或更高的帶寬之間。而低阻無(wú)源電壓探頭（又稱為50歐姆探頭、Zo探頭、分壓器探頭）的頻率特性很好，采用匹配同軸電纜的探頭，帶寬可達(dá)10GHz和100皮秒或更快的上升時(shí)間。這種探頭是為用于50歐姆環(huán)境中設(shè)計(jì)的，這些環(huán)境一般是高速設(shè)備檢定、微波通信和時(shí)域反射計(jì)（TDR）。

④無(wú)源高壓探頭

“高壓”是相對(duì)的概念。從探頭角度看，我們可以把高壓定義為超過(guò)典型的通用10×無(wú)源探頭可以安全處理的電壓的任何電壓。高壓探頭要求具有良好的絕緣強(qiáng)度，保證使用者和示波器的安全。

2、有源電壓探頭

①有源探頭

有源探頭包含或依賴有源器件，如晶體管。最常見(jiàn)的情況下，有源設(shè)備是一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET），它提供了非常低的輸入電容，低電容會(huì)在更寬的頻段上導(dǎo)致高輸入阻抗。

②有源FET探頭

有源FET探頭的規(guī)定帶寬一般在500MHz～4GHz之間。除帶寬更高外，有源FET探頭的高輸入阻抗允許在阻抗未知的測(cè)試點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，而產(chǎn)生負(fù)荷效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)要低得多。另外，由于低電容降低了地線影響，可以使用更長(zhǎng)的地線。

有源FET探頭沒(méi)有無(wú)源探頭的電壓范圍。有源探頭的線性動(dòng)態(tài)范圍一般在±0.6V到±10V之間。

③有源差分探頭

差分信號(hào)是互相參考，而不是參考接地的信號(hào)。差分探頭可測(cè)量浮置器件的信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它是兩個(gè)對(duì)稱的電壓探頭組成，分別對(duì)地段有良好絕緣和較高阻抗。差分探頭可以在更寬的頻率范圍內(nèi)提供很高的共模抑制比（CMRR）。

3、電流探頭

電流探頭可以精確測(cè)得電流波形，方法是采用電流互感器輸入，信號(hào)電流磁通經(jīng)互感變壓器變換成電壓，再由探頭內(nèi)的放大器放大后送到示波器。

①交流電流探頭

交流電流在互感器中，隨著電流方向的變化，產(chǎn)生電場(chǎng)的變化，并感應(yīng)出電壓。交流電流探頭屬于無(wú)源設(shè)備，無(wú)需外接供電。

②直流電流探頭

傳統(tǒng)電流探頭只能測(cè)量交流交流信號(hào)，因?yàn)榉€(wěn)定的直流電流不能在互感器中感應(yīng)電流。然而，利用霍爾效應(yīng)，電流偏流的半導(dǎo)體設(shè)備將產(chǎn)生與直流電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電壓。所以，直流電流探頭是一種有源設(shè)備，需要外接供電。

所以電流探頭基本上分成兩類：即AC電流探頭和AC/DC電流探頭，AC電流探頭通常是無(wú)源探頭，AC/DC電流探頭通常是有源探頭。

4、邏輯探頭

使用示波器觀察分析數(shù)字波形的模擬特點(diǎn)時(shí)，需要用到邏輯探頭，為隔離確切地成因，數(shù)字設(shè)計(jì)人員通常需要查看在具體邏輯條件下發(fā)生的特定數(shù)據(jù)脈沖，這要求邏輯觸發(fā)功能。

5、其他探頭

由于示波器的應(yīng)用范圍十分廣泛，所以除了上述的探頭類型外還有各種專用探頭，這些專業(yè)探頭根據(jù)其前端傳感器的不同而有不同的功用。

①光電探頭

光電探頭在原理上是普通電壓探頭與光電轉(zhuǎn)換器件的組合，可直接測(cè)量光器件和光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào)。

②溫度探頭

溫度探頭是普通電壓探頭與溫度傳感器的組合，可直接測(cè)量物體的溫度。溫度探頭屬傳感器探頭的一種，各種傳感器探頭與示波器配合可測(cè)量多種物理量。

二、示波器探頭怎么選擇

1、選擇適當(dāng)?shù)奶筋^

由于廣泛的示波器測(cè)量應(yīng)用和需求，市場(chǎng)上可供選擇的示波器探頭很多，因此探頭選擇過(guò)程很容易引起混淆。為減少大量的混淆及縮小選擇過(guò)程，應(yīng)一直遵守示波器制造商的探頭建議，這一點(diǎn)非常重要！因?yàn)椴煌氖静ㄆ魇怯胁煌膸?、上升時(shí)間、靈敏度和輸入阻抗。充分利用示波器的測(cè)量功能要求探頭要與示波器的設(shè)計(jì)相匹配。

2、根據(jù)測(cè)量需求選擇

此外，探頭選擇過(guò)程應(yīng)考慮測(cè)量需求。您要測(cè)量哪些項(xiàng)目？是電壓？電流？還是光信號(hào)？通過(guò)選擇適合信號(hào)類型的探頭，可以更快地獲得直接測(cè)量結(jié)果。

3、根據(jù)信號(hào)幅度選擇

另外，要考慮測(cè)量的信號(hào)幅度。它們是否位于示波器的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)？如果不是，必需選擇可以調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)范圍的探頭。一般來(lái)說(shuō)，這通過(guò)使用10X或更高的探頭進(jìn)行衰減來(lái)實(shí)現(xiàn)。要保證探針上的帶寬或上升時(shí)間應(yīng)超過(guò)計(jì)劃測(cè)量的信號(hào)頻率或上升時(shí)間。要記住，非正弦曲線信號(hào)具有重要的頻率成分或諧波，其可能會(huì)在很大程度上超過(guò)信號(hào)的基頻。例如，為了測(cè)量包括100MHz方形波的第5個(gè)諧波，您需要探針上的帶寬為500MHz的測(cè)量系統(tǒng)。類似的，示波器系統(tǒng)的上升時(shí)間應(yīng)該比計(jì)劃測(cè)量的信號(hào)上升時(shí)間快3-5倍。

4、盡量選高電阻低電容探頭

另外，應(yīng)一直考慮示波器探頭可能導(dǎo)致的信號(hào)負(fù)載。盡量使用高電阻、低電容探頭。對(duì)大多數(shù)應(yīng)用，帶有20pF或更低電容的10M探頭應(yīng)為信號(hào)源負(fù)載提供充足的保證。但是，對(duì)某些高速數(shù)字電路，您可能需要轉(zhuǎn)向有源探頭提供較低的電容。