示波器探頭是什么?示波器探頭有什么用?
示波器探頭的主要作用是把被測(cè)的電壓信號(hào)從測(cè)量點(diǎn)引到示波器進(jìn)行測(cè)量。
探頭是介于被測(cè)信號(hào)和示波器之間的中間環(huán)節(jié),如果信號(hào)在探頭處就已經(jīng)失真了,那么示波器做的再好也沒(méi)有用。實(shí)際上探頭的設(shè)計(jì)要比示波器難得多,因?yàn)槭静ㄆ鲀?nèi)部可以做很好的屏蔽,也不需要頻繁拆卸,而探頭除了要滿(mǎn)足探測(cè)的方便性的要求以外,還要保證至少和示波器一樣的帶寬,難度要大得多。因此最早高帶寬的實(shí)時(shí)示波器剛出現(xiàn)時(shí)是沒(méi)有相應(yīng)的探頭的,又過(guò)了一段時(shí)間探頭才出來(lái)。
示波器探頭對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及正確性至關(guān)重要,它是連接被測(cè)電路與示波器輸入端的電子部件。最簡(jiǎn)單的探頭是連接被測(cè)電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線(xiàn),復(fù)雜的探頭由阻容元件和有源器件組成。簡(jiǎn)單的探頭沒(méi)有采取屏蔽措施很容易受到外界電磁場(chǎng)的干擾,而且本身等效電容較大,造成被測(cè)電路的負(fù)載增加,使被測(cè)信號(hào)失真。
示波器探頭是在測(cè)試點(diǎn)或信號(hào)源和示波器之間建立了一條物理和電子連接;實(shí)際上,示波器探頭是把信號(hào)源連接到示波器輸入上的某類(lèi)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò),它必須在信號(hào)源和示波器輸入之間提供足夠方便優(yōu)質(zhì)的連接。連接的充分程度有三個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題:物理連接、對(duì)電路操作的影響和信號(hào)傳輸。
大多數(shù)探頭由探頭頭部、探頭電纜、補(bǔ)償設(shè)備或其他信號(hào)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和探頭連接頭組成。
為進(jìn)行示波器測(cè)量,必須先能夠在物理上把探頭連接到測(cè)試點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),大多數(shù)探頭至少有一兩米長(zhǎng)的相關(guān)電纜,但是探頭電纜降低了探頭帶寬:電纜越長(zhǎng),下降的幅度越大。除了一兩米長(zhǎng)的電纜外,大多數(shù)探頭還有一個(gè)探頭頭部或帶探針的把手,探頭頭部可以固定探頭,用戶(hù)則可以移動(dòng)探針,與測(cè)試點(diǎn)接觸。通常這一探針采用彈簧支撐的掛鉤形式,可以把探頭實(shí)際連接到測(cè)試點(diǎn)上。
為了獲得可用的測(cè)量結(jié)果,探針上的信號(hào)必須通過(guò)探頭頭部和電纜,以足夠的保真度傳送到示波器的輸入。
示波器的探頭按是否需要供電可以分為無(wú)源探頭和有源探頭,按測(cè)量的信號(hào)類(lèi)型可以分為電壓探頭、電流探頭、光探頭等。所謂的無(wú)源探頭,是指整個(gè)探頭都由無(wú)源器件構(gòu)成,包括電阻、電容、電纜等;而有源探頭內(nèi)部一般有放大器,放大器是需要供電的,所以叫有源探頭。示波器中高阻無(wú)源探頭的輸入阻抗高,但帶寬做不高,低阻無(wú)源探頭帶寬可以做高但輸入阻抗不高。
有源電壓探頭:一般適用于帶寬大于500M Hz,幅度小于正負(fù)3伏的單端信號(hào)。
無(wú)源探頭:一般用于測(cè)試帶寬小于500M Hz的單端信號(hào)。它是比較經(jīng)濟(jì)的一類(lèi)探頭。
差分探頭:一般用于測(cè)試差分信號(hào)。分為高帶寬和高電壓兩種。高電壓差分探頭可以測(cè)試高達(dá)4400伏的差分信號(hào);高帶寬差分探頭可以測(cè)試帶為高達(dá)12.5G的高速信號(hào)。
電流探頭:一般利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)試電流信號(hào)。測(cè)試范圍一般為從DC到2G。幅度由1 mA 到20000A。
低電容探頭:這是為匹配而設(shè)置的探頭。這種探頭目前市場(chǎng)型號(hào)比較少,最高可以測(cè)量帶寬9G Hz。
高壓探頭:適合測(cè)試高壓信號(hào),最高可以測(cè)量達(dá)4000伏的電壓,可分為單端和差分兩種探頭。
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