仪器网（yiqi.com）欢迎您！

       作为专业的硬件设计及测试工程师，每天都会使用各种不同的数字示波器进行相关电气信号量的量测。 示波器相配的探头种类也非常多，包括无源探头（包括高压探头，传输线探头）、有源探头（包括有源单端探头、有源差分探头等），电流探头、光探头等。每种探头各有其优缺点，因而各有其适用的场合。其中，有源探头因具有带宽高，输入电容小，地环路小等优点从而被广泛使用在高速数字量测领域，但有源探头的价位高，动态范围小，静电敏感，校准麻烦，因此，每个工程师使用示波器的入门级探头通常是无源探头。最常见的500Mhz的无源电压探头适用于一般的电路测量和快速诊断，可以满足大多数的低速数字信号、TV、电源和其它的一些典型的示波器应用。

       1、差分测量特点

       探头从总体上可分为无源探头和有源探头两大类型，而宽带宽示波器和有源探头的用户还需要在单端探头和差分探头之间还要做出选择。承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。PRBTEK接下来为大家讲的是差分探头。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：

       1.抗干扰能力强。因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被大程度抵消。

       2.能有效YZEMI。同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

       3.时序定位精确。由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS就是指这种小振幅差分信号技术。

       差分信号的结构特点要求对应的测试设备也必须是差分拓扑，差分探头因此成为现代示波器的主流配件。下图1是典型的有源差分探头电路结构图：

       针对高频信号测试，有源差分探头的主要好处是低输入电容、比单端探头YZ共模噪声的能力要高很多，其缺点主要体现在价格普遍较高以及需要额外的电源。

       2、差分探头具有高的共模YZ比

       什么是共模YZ比，简单来说，就是差动放大电路中对信号共模成分的YZ能力，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Adm与对共模信号的电压放大倍数Acm之比，英文全称是CommonModeRejectionRatio，一般用简写CMRR来表示。

       我们可以这样定义：两个输入端分别对地的电压平均值为共模电压Vcm，经过差动放大器后的增益为共模增益Acm；两个输入端之间的相对电压差为差模电压Vdm，其经过差模放大器之后的增益为Adm。CMRR计算公式如下：

       差模信号电压增益Adm越大，共模增益Acm越小，则CMRR越大。此时差分放大电路YZ共模信号的能力越强，放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Acm=0，则共模YZ比CCMR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模YZ比也不可能趋于无穷大。

       3、安全的浮地测量

       电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的”信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳，通过使交流电源设备电源线中的第三根导线源线地线，并将探头地线连到一个测试点上。单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路。这种情况下，我们需要浮地测量。

       所谓“浮地”测量，即测量的两个点都不处于接地电位，这是一种典型的差分测量。“信号公共线”与地之间的电压可能会升高到数百伏。

       此外，许多差分测量还要求YZ高共模信号，以便于评估低电平差分信号，多余的接地电流还会产生烦人的嗡嗡声和接地环路。用户常常借助那些存在潜在危险的测量技术来解决这些问题。

       通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连，是不安全的测量方法，会带来人身伤害，仪器和电路损坏！

       此外，它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。而且，交流供电仪器在地面浮动时会出现一个大的寄生电容。因此，浮动测量将受到振荡的破坏。

       总而言之，将示波器“浮地”非常糟糕的主意，这将导致：

       ――损坏被测器件；

       ――损坏示波器

       ――给人身带来潜在伤害

       ――导致很差的测量精度

       所以PRBTEK告诉我们ZJ解决办法就是使用高共模YZ比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量。想要了解更多，咨询普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com

       作为专业的硬件设计及测试工程师，每天都会使用各种不同的数字示波器进行相关电气信号量的量测。 示波器相配的探头种类也非常多，包括无源探头（包括高压探头，传输线探头）、有源探头（包括有源单端探头、有源差分探头等），电流探头、光探头等。每种探头各有其优缺点，因而各有其适用的场合。其中，有源探头因具有带宽高，输入电容小，地环路小等优点从而被广泛使用在高速数字量测领域，但有源探头的价位高，动态范围小，静电敏感，校准麻烦，因此，每个工程师使用示波器的入门级探头通常是无源探头。常见的500Mhz的无源电压探头适用于一般的电路测量和快速诊断，可以满足大多数的低速数字信号、TV、电源和其它的一些典型的示波器应用。

      1、差分测量特点

      探头从总体上可分为无源探头和有源探头两大类型，而宽带宽示波器和有源探头的用户还需要在单端探头和差分探头之间还要做出选择。承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。PRBTEK接下来为大家讲的是差分探头。差分信号和普通的单端信号走线相比，明显的优势体现在以下三个方面：

       1.抗干扰能力强。因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被大程度抵消。

       2.能有效YZEMI。同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

       3.时序定位精确。由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS就是指这种小振幅差分信号技术。

       差分信号的结构特点要求对应的测试设备也必须是差分拓扑，差分探头因此成为现代示波器的主流配件。下图1是典型的有源差分探头电路结构图：

       针对高频信号测试，有源差分探头的主要好处是低输入电容、比单端探头YZ共模噪声的能力要高很多，其缺点主要体现在价格普遍较高以及需要额外的电源。

       2、差分探头具有高的共模YZ比

       什么是共模YZ比，简单来说，就是差动放大电路中对信号共模成分的YZ能力，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Adm与对共模信号的电压放大倍数Acm之比，英文全称是CommonModeRejectionRatio，一般用简写CMRR来表示。

       我们可以这样定义：两个输入端分别对地的电压平均值为共模电压Vcm，经过差动放大器后的增益为共模增益Acm；两个输入端之间的相对电压差为差模电压Vdm，其经过差模放大器之后的增益为Adm。CMRR计算公式如下：

       差模信号电压增益Adm越大，共模增益Acm越小，则CMRR越大。此时差分放大电路YZ共模信号的能力越强，放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Acm=0，则共模YZ比CCMR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模YZ比也不可能趋于无穷大。

       3、安全的浮地测量

       电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的”信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳，通过使交流电源设备电源线中的第三根导线源线地线，并将探头地线连到一个测试点上。单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路。这种情况下，我们需要浮地测量。

       所谓“浮地”测量，即测量的两个点都不处于接地电位，这是一种典型的差分测量。“信号公共线”与地之间的电压可能会升高到数百伏。

       此外，许多差分测量还要求YZ高共模信号，以便于评估低电平差分信号，多余的接地电流还会产生烦人的嗡嗡声和接地环路。用户常常借助那些存在潜在危险的测量技术来解决这些问题。

       通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连，是不安全的测量方法，会带来人身伤害，仪器和电路损坏！

       此外，它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。而且，交流供电仪器在地面浮动时会出现一个大的寄生电容。因此，浮动测量将受到振荡的破坏。

      总而言之，将示波器“浮地”非常糟糕的主意，这将导致：

     ――损坏被测器件；

     ――损坏示波器

     ――给人身带来潜在伤害

     ――导致很差的测量精度

      所以PRBTEK告诉我们解决办法就是使用高共模YZ比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量。想要了解更多，咨询普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com

      示波器高压差分探头是示波器使用过程中不可或缺的一部分，主要是作为承载信号传输的链路，将待测信号完整可靠的传输至示波器，以进一步进行测量分析。

      示波器“差分”探头是指带有两个输入端口（一个正极和一个负极）和一个单独地线的有源探头；它通过一条 50 Ω 的单端电缆，将其输出信号传输到示波器通道上。输出信号与出现在两个输入端口上的电压之差成正比。

      示波器高压差分探头可用于动力与电气工程、电子与通信技术、航空、航天科学技术领域的计量仪器。主要用于观测差分信号，差分信号是相互参考、而不是以地作为参考点的信号。

      示波器高压差分探头差分放大原理是指一对信号同时输入到放大电路中，然后相减，得到原始信号。差分放大器是由两个参数特性相同的晶体管用直接耦合方式构成的放大器。若两个输入端上分别输入大小相同且相位相同的信号时，输出为零，从而克服零点漂移。

     示波器高压差分探头调节时，要设置合适的示波器垂直灵敏度，使波形尽量占据屏幕6格左右，但是不要超出屏幕范围。因为波形垂直档位越小，ADC的测量精度越高，测量越准确，测量时尽量使用输入线双绞的方式进行测量。使用双绞方式可以减少环路面积，降低空间磁场的拾取，从而减少噪声的干扰，提高测量的准确性。特别是在电磁辐射比较强的环境下，使用双绞线可以有效的减少噪声的干扰。尽量不要使用延长线。延长线使输入电容增大，产生信号反射，会降低探头带宽，则无法测量高频信号。

      以上是prbtek为大家分享示波器高压差分探头调节注意事项，如您在使用过程中有什么问题，欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。

常见的差分探头中有一类是针对低压信号的，在高速的数字电路中这种差分信号比较常见，这一类差分探头的测量电压常见的幅值是±8V，带宽一般在1GHz以上；还有一种是专门针对高压测量的，测量电压高达上KV，在开关电源测量中这种差分信号比较常见，这类差分探头叫高压差分探头，测量电压一般在KV级别，带宽在20MHz—100MHz范围内比较常见。

差分探头主要是针对浮地系统的测量。电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。

　　这是因为：大多数示波器的“信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。

这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳通过使用交流电源设备电源线中的第三根导线地线，将探头地线连到一个测试点上。如果这时使用单端探头测量，那么单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路。这种情况下，我们需要差分探头进行浮地测量。

以上内容由普科科技PRBTEK整理，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

       示波器探头的主要作用是把被测的电压信号从测量点引入示波器进行测量。为保证测量的精度，选择合适的探头很重要。我们先了解下如何选择探头？普科科技PRBTEK为您分享：

1/示波器探头的量程怎么看？

       示波器探头的量程一般无源探头Z大电压300Vrms，高压探头或者差分探头的量程可以根据型号查找规格书，不同衰减比档位下的量程不同。使用时根据当前档位确定允许输入的Z大电压。

2/示波器探头探针断了怎么办？

       现在的探头一般都会配一根备用探针，用钳子把坏的探针顺向取下来，直接更换即可使用。如果没有备用探针，可以找当地经销商询一下原厂配件。

3/示波器探头测量的底噪太大怎么办？

       把探头连接上示波器后看到示波器上波形噪声大，是正常的，这是因为没有构成闭合回路耦合进入空间噪声引起的。将探头正端和地线闭合连接，可以看到当前的真实底噪。

       一般在测量过程中发现噪声过大，可以将地线摘掉，用接地弹簧测量，尤其是高频信号。

4/示波器探头测信号有过冲，振荡明显怎么办？

       测量信号的上升沿出现明显过冲或震荡，一般是地线过长引起的。换一个接地弹簧就可以消除这种影响，测出真实的信号上升特性。

5/探头测电压不准确是什么原因？

       探头测电压不准请先检查探头衰减比是否和示波器内设置一致，其次要考虑探头的负载效应，如果被测电路的输出阻抗大，那么一般的无源探头是测不了的，得换有源探头（有源单端/差分探头），这是因为阻抗分压引起的问题。

6/ 电源纹波测试如何选择合适的示波器探头？

       电源纹波测试Z好用高阻无源探头1X档，优点是不需要经过示波器内部放大噪声小，信噪比高。测量时用接地弹簧作为地线，示波器设置带宽限制20MHz，根据需要选择通道耦合为AC耦合，这样就可以观察电源纹波等低频小信号测量了。

7 电流探头导线位置变化测值漂移，如何保证测量精度？

       大电流测量时用类似柔性电流探头、罗氏电流探头，它的电流环比较大，通过的导线位置稍微移动就会影响测量值，这种情况建议固定好电流流经导线于电流环正中位置。如果希望减少位置引起的误差可以用电流环径小的电流探头。小电流建议用万用表或者皮安表测量。

8 普通的无源高阻探头可以测市电吗？

      市电波形是220Vrms正弦波，用无源高阻探头10X档是可以测量的，其最大输入电压一般是300Vrms，是大于市电有效值电压的。

       但是注意无源探头1X档的CAT II等级只有150Vrms，也就是说在室内插座上用的环境下允许的最大电压只能在150Vrms，不满足测市电220Vrms具备的耐压限值，虽然1X档位下通入示波器的电压是220Vrms，用1X档位直接测市电会损坏探头。

      如果用同轴导线直接将市电引入示波器，这样的话虽然避免1X探头损坏，但从示波器最大输入电压指标可以看出，此时安全等级降低到CAT I等级，原则上不适宜在实验室内进行这样的测量。所以测市电建议用高压探头相对安全。

9 手上只有普通示波器，怎样可以测浮地信号？

       浮地信号测试的原则是保证信号不对地发生短路。非浮地示波器或带电池示波器的话，可以通过差分探头进行浮地测量，测试安全直接且具有较好的共模抑制（类似的工频干扰）。如果简单测量可以通过示波器两通道接单端探头，用探头的正极端分别测浮地信号两端，两支探头的鳄鱼夹均接地。然后用示波器内部的通道运算功能CH1-CH2，得到浮地信号的电势差波形。

10 任何探头都要做探头补偿吗？

       探头补偿主要针对无源探头内部阻抗匹配而做的必要测量准备工作，通过旋转预留的电容旋钮Ccomp进行探头补偿，消除畸变，保证测量准确，比如无源高阻探头、无源高压探头等。而一般的有源探头则需要通过探头内部调零和校准，实现准确测量，比如差分探头、电流探头。

11 示波器探头都通用吗

      不通用。主要有三点区别：

       第1看探头接口是否与示波器匹配；

       第2看探头输入阻抗是否和示波器设置输入阻抗一致；

       第3看探头校准是否可以在手上的示波器实现。

       对于D一点举个例子：泰克示波器新款是TekVPI接口，甚至老型号的泰克TekConnect接口探头都不能直接用；此时需要泰克TDA-BNC转换器转换。

       对于第二点举个例子：一些高端示波器只有50欧阻抗输入，此时不能直接接入高阻探头，必须使用专用的50低阻探头。类似的有些低端示波器只有高阻输入阻抗1M欧，此时不能直接接入50欧探头或者BNC线，需要找一个阻抗转换器进行转换接入。

       第三点：一些电流探头是需要配合示波器设置进行调零和消磁甚至供电的，如果用在其他示波器上可能无法进行调零消磁校准，不能正常使用。

       以上内容由普科科技PRBTEK整理，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

示波器是我们电子工程师的左膀右臂，把示波器玩好玩精是我们的必备技能之一。对于探头，我们常用它来测量时间、频率和电压值等物理量。而古人早就教育我们不仅要知其然，更要知其所以然。因此仅仅会玩是不够的，弄清楚探头的工作原理对于更好地使用示波器来说更是尤为重要。接下来prbtek为您分享：

要想弄明白这个问题，首先我们先看看示波器的设计原理：

波形首先要通过探头，经由前端的放大器进行放大，之后由模数转换单元进行转换，进而存储到采集内存中，然后显示到显示器上。

然后我们将示波器的探头拆开，来看一看里面的构造。在连接示波器的一端有一个BNC接口，如果你不使用BNC接头而是直接用两根线将信号引入示波器的话，你会看到到信号发生了失真，一个方波进去，显示出的却是锯齿波！这究竟是什么原因呢？

示波器一般输入阻抗都比较高，为了降低对被测电路的影响。因此你会在探头BNC接口的后面看到一个1M欧姆的电阻或类似的电路。这样外部较小的电容值也会使得输入处形成一个滤波器，从而使得被测波形失真。如何解决这个问题就要看探头的处理方式了！

一般来说，示波器的探头都会用一个并联的可调电容器来抵消掉这部分线缆的影响。有些补偿电容器可以让我们自己调节，并选择Z好的效果。示波器上都会有一个方波源，我们将探头钩在信号源上，并调节电容器以使得屏幕上显示出来的方波成为Z

标准的“方波”。电容量过大会使得探头形成低通滤波器，而相反则变成高通滤波器。因此要仔细调节才行。

而探头上一般还会有一个衰减器，对被测信号进行衰减。其倍数一般为10倍。1V的信号进去，显示出100mV。部分示波器可以自动识别探头的状态并显示正确的数值。

探头利用高阻抗的特性来保证电路不受到测量部分的干扰，但有些时候我们需要以低阻抗的测试方式来对某些电路进行测量。比如50欧姆阻抗的射频输出电路，对于有50欧姆阻抗测量功能的机器来说，这就是按一下按键的问题；但是对于普通的示波器来说，这时候探头就不适合测量了。你需要用BNC三通和50欧的末端电阻来进行匹配，并在另一端直接连接到50欧姆的输出端。

对于电子爱好者来说，看似简单的测量仪器，日常使用时我们却很少去注意他们的原理，看来想把它用好，还需要进一步思考才行。

以上内容由普科科技PRBTEK分享，如果您在使用过程有什么问题，咨询普科科技官网：www.prbtek.com

高压差分探头N1030B广泛用于电力电子产品研发生产的各领域，性能全面达到世界先进水平。N1030B系列可替代国际品牌多种型号差分探头，完全兼容任何厂家示波器。其性价比高、保修服务长、功能强大，已成为大多数工程师测试的品牌。下面普科科技PRBTEK为大家详细介绍高压差分探头N1030B的功能特点

型号 ：N1030B

频宽：100MHz

误差：±1%

输入阻抗：4MΩ//2p F each side ground

输出电压

-Swing(into 50 KΩ load)：7V

-Offset(typical)：＜±5mv

-输入阻抗（typical）：50Ω(for using 1M ohm input system oscilloscope)

供应电源

-外接：power leads

BNC长度：90cm

测试线长度：30cm重量：500g

尺寸(L×W×H)：69x26x165mm

衰减比例 ：1:1000/100

共模互斥比CMRR(typical)：-80dB@60Hz,-50d B@100KHz

Z大输入差动电压(Peak to Peak)：3000@1/1000300@1/100

Z大输入与地电位差(Peak to Peak)：3000V@1/1000＆ 300V@1/100

共模互斥比(CMRR)：1000V rms CATⅢ

以上内容由普科科技prbtek为大家分享，如您在使用过程中有什么问题，欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。

       随着宽禁带半导体器件的发展，电力电子器件的开关速度越来越快，工作电压逐渐升高，也使电压探头的性能对电力电子器件暂态电压测量结果的影响程度增大。下面PRBTEK为您分享典型示波器电压探头电路原理：

高阻无源探头

      无源探头具有价格便宜、机械结构坚固、动态范围宽、输入电阻高等优势，因此广泛应用于通用测试场合。常用的无源探头为10倍衰减的高阻无源探头，主要包括探头前端、有损传输线和补偿器，其典型电路模型如图1所示。

图1 10倍衰减的高阻无源探头典型电路模型

      探头前端用以连接探测点，其中信号端提供高阻值电阻Rt 以减小负载效应，并存在寄生电容Ct中；地线端一般为拖尾的鳄鱼夹，具有寄生电感Lg。

       传输线用以提供测量距离，长度一般为1～2m。传输线可等效为RLGC等分布参数的集总元件模型，当其终端阻抗不匹配时，将使高频信号产生谐振，为较好地YZ该谐振问题，可将传输线设计为有损类型的，即含有一定的分布电阻。

       补偿器用以匹配探头和示波器的阻抗，图1中以RC串联网络来表示。根据补偿衰减器理论，为维持信号在较大频域内线性衰减，可调节可变电容Cc，使输入网络和输出网络的时间常数相等，即

RtCt=Rs(Clt+Cc+Cs)

       式中，Clt为有损传输线的总电容。根据传输线工作原理，为改善探头的高频增益，可调节可变电阻Rc，使负载阻抗逼近于传输线特征阻抗，即

式中，Z0为传输线特征阻抗；fb为探头带宽。

有源单端探头

       有源单端探头前端配有场效应晶体管，这使其具有非常小的输入电容，但同时导致其线性动态输入范围很小。此外，有源单端探头价格昂贵、机械结构脆弱，这些因素限制了其应用范围。图2给出一种10倍衰减的有源单端探头电路模型，该模型主要包括衰减器、缓冲器和无损传输线。

图2. 10倍衰减的有源单端探头电路模型

      信号先通过衰减器进行5倍衰减，再通过缓冲器进行电压跟随,最后由无损传输线传输到示波器。其中，缓冲器具有高输入阻抗和强输出驱动能力，隔离了衰减器和无损传输线，这一方面便于其输入端和输出端进行阻抗匹配，提高信号传输能力;另一方面可以使衰减器尽可能地靠近测试点，以减小不可控的寄生参数。无损传输线的特征阻抗一般为50Ω，R3与Rs分别对其源端和负载端进行阻抗匹配，以提升信号传输的保真度，同时对缓冲器输出端信号产生2倍衰减。

有源高压差分探头

      有源差分探头主要用于测量差分信号，可分为低压型和高压型，通常选择通用性更好的高压差分探头来测量开关电源信号。图3为一种经典的有源高压差分探头电路模型，该模型主要包括衰减器、缓冲器、差分放大器和无损传输线，图中，Lp+与Lp-分别为两信号端的寄生电感。

图3. 有源高压差分探头电路模型

       首先差分信号依次通过两个理论上相同的衰减器和缓冲器实现高倍衰减和电压跟随;然后通过差分放大器转换为单端对地信号；最后由无损传输线传输到示波器。共模抑制比是差分探头的一个重要指标，有源差分探头的共模增益主要有两种来源；①两差分信号传输途径的电阻、电容、缓冲器和寄生参数的不完全对称；②差分放大器固有的共模增益。

光隔离探头

       光隔离探头同样用于测量差分信号，其原理框图如图4所示，该探头主要包括衰减器、电-光-电转换网络、无损传输线和示波器接头。电-光-电转换网络作为光隔离探头的核心，通过电-光转换器、光纤、光-电转换器和控制器实现了被测设备与示波器的电气隔离，缩短了差分信号的传输路径，这很大程度上提高了探头的共模抑制比，使得光隔离探头能测量具有高带宽和高共模电压的差分信号。

图4. 光隔离探头的原理框图

       以上内容由普科科技PRBTEK整理，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

不通用。主要有三点区别：

一看探头接口是否与示波器匹配；

二看探头输入阻抗是否和示波器设置输入阻抗一致；

三看探头校准是否可以在现有的示波器实现。

对于这点举个例子：泰克示波器新款是TekVPI接口，甚至老型号的泰克TekConnect接口探头都不能直接用；此时需要泰克TDA-BNC转换器转换。

对于第二点举个例子：一些高端示波器只有50欧阻抗输入，此时不能直接接入高阻探头，必须使用专用的50低阻探头。类似的有些低端示波器只有高阻输入阻抗1M欧，此时不能直接接入50欧探头或者BNC线，需要找一个阻抗转换器进行转换接入。

第三点：一些电流探头是需要配合示波器设置进行调零和消磁甚至供电的，如果用在其他示波器上可能无法进行调零消磁校准，不能正常使用。

以上内容由普科科技PRBTEK整理，我司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求。如有其他疑问咨询普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com

在示波器的应用场合中，除了有些RF或高速数字的场合用电缆直接测量以外，很多板上的调试工作都是借助探头完成的。探头是示波器测量系统的一部分，很多高带宽的探头都必须是有源探头，有源探头内部的有源放大器的的增益和偏置随着温度或者时间老化可能会有漂移，为了补偿这种漂移，就需要定期对探头进行校准。如果一拿起示波器就开始直接上手测量，可能会导致测量出来的数据和波形不准确，影响测试结果，因此PRBTEK培训学院建议工程师们一定不要忘记探头校准这一重要步骤。

目前示波器探头的校准方法通常有三种：

1、DC增益与偏置校准

DC校准是示波器最常用的校准方式，比较校准信号输出（标准的直流电压）与示波器实际测试到的校准信号电压，用于修正探头测试直流电压的增益以及偏置的偏差。DC校准过程是确定线性方程y=mx+b系数m，b的值。探头的DC校准至少需要1年进行1次，更频繁时会几个月甚至每天进行一次。

2、AC校准

测试高速信号的高性能示波器，由于带宽非常宽，很难保证带内幅频和相频响应JD平坦。为了提高测量精度，就需要校准带内的频率响应，使示波器和探头测试系统在全部带宽内，不同频点具有一致的幅度和频率响应。DC校准不能修正频率响应。探头AC校准方法，是使用网络分析仪测试有源探头放大器的S参数，通过测试每个频点的损耗，修正探头频率响应。示波器厂商在出厂时会测试每只探头放大器的S参数并存储在探头内部的存储器中，用户使用探头时，示波器读取探头S参数做AC校准。

3、用户现场AC校准

上述探头AC校准过程，使用厂商出厂提供的固定S参数做校准，无法充分考虑到探头连接附件在不同实际情况下的损耗。实际上，用户的使用环境差异很大，如不同的探头连接前端长度。对于几十GHz带宽示波器与探头，根据用户使用环境和测试附件进行AC校准非常必要。

使用网络分析仪测试S参数的过程非常复杂，不适用于现场环境使用。目前Agilent基于磷化铟材料的示波器自身可以提供小于15ps上升沿的信号做为校准源，由于快速的上升沿包含了足够的高频成份，所以以快沿信号做校准源是合理和可行的。（传统的高速示波器虽然也有快沿输出，但其上升沿通常在几十ps甚至更缓，所以主要用于时延校准，而不足以进行精确的频响校准。）

如图所示，示波器cal out输出快沿信号，由示波器的两个通道测试校准信号cal out在探头输入前端信号Vin和探头测量输出信号Vout，通过对Vout/Vin的修正校准带内的频率响应。

用户现场AC校准后可以得到更平坦的频响，提高高速电路实际测试条件下的测试准确度。

以上就是PRBTEK探头学院分享的示波器探头校准方法，各位工程师们在进行测试时千万不要忘了示波器探头校准这一步骤。如需了解示波器探头更多相关知识欢迎访问普科科技PRBTEK官网。