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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。

熟练使用示波器的工程师都知道，在日常测试中，给示波器和探头校准是一项虽然简单但必不可少的工作，如果不小心忘记了这一步骤，可能导致测量出来的数据和波形不准确。

对于刚入门的工程师来说，示波器入门级的操作就是进行示波器探头的校准，上一篇给大家分享了示波器探头校准的方法，今天PRBTEK培训学院就跟大家分享关于示波器探头的自校准工作应该如何操作，非常简单，简单到只需要三个步骤即可轻松完成：

示波器探头自校准的操作步骤如下：

DY步、从示波器的通道输入连接器上断开任何探头或电缆。确保示波器先运行并预热一段时间。同时在R File（文件）菜单中，选择Selfalignment（自校准）；

第二步、在示波器的Control（控制）选项卡上，点击Start Alignment（开始校准）；

第三部、在示波器的Ralignment state（整体校准状态）字段中。每个输入通道各个校准步骤的结果会显示在Results（结果）选项卡中。简单轻松的几个小动作，即可帮我们省去不少的麻烦，不必担心测量出来的数据和波形不准确而误导我们，可以大大提高了我们的测试测量效率。

如果说有部分朋友觉得比较麻烦的话还有一个办法，可以不需要自己手动校准，让示波器自动校准。

就是使用我们示波器混合域示波器，这是一款功能最为强大的混合域示波器，它组合了多达六种仪器，包括函数发生器和内置频谱分析仪等选件，可以一机多用。不仅如此， 混合域示波器与其他任何仪器不同的是，它可以同步RF、模拟和数字通道，允许您以前所未有的深度洞察您的设计。

最重要的是它还有两个亮点

一、拥有自动偏移校正功能，并且支持TekVPI探头；

第二、混合域示波器 它可以迅速测量和分析电源开关设备中的电源质量、开关损耗、谐波、SOA、调制、纹波和转换速率。

你在使用示波器之前进行了示波器探头的校准吗？如果没有，一定要记得这一步操作，如果你在使用探头过程中有什么问题，欢迎访问普科科技PRBTEK官网.

本文主要介绍示波器探头不同接地方式对测量信号的影响，好的接地能使测量更加准确。

探头与示波器组成具有一定输入电阻和输入电容的测试设备，被测量信号等效为具有一定内阻与工作负载的源。理论测量的等效模型如下图所示：

而实际测量时使用的鳄鱼夹测量的等效模型如下图所示：

由于地线是一根导线，因此它有一定数量的分布式电感，线越长电感则越大。常规的测量方法就会由鳄鱼线引入分布电感，这一电感将与探头电容相互影响，在LG和CP值确定的某个频点上形成谐振，导致减幅振荡现象的产生。

谐振点在频域及时域的影响不同，长地线测量对应的时域响应，其特征和常规（鳄鱼线）测量的波形相似。探头地线在电路中增加了分布电感，地线越长，电感越大，与探头的电容形成谐振频点，会在快沿脉冲上产生明显过冲减幅振荡。因此测量高频信号时，探头接地线越短越好。示波器接地线一般有两种：鳄鱼夹和接地弹簧。使用鳄鱼夹时，一定要让接地环路面积最小。

以上就是安泰测试分享的针对示波器测量时探头接地问题的介绍，如果大家在使用示波器或者示波器探头过程中有什么问题，欢迎咨询安泰测试技术工程师。

       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

       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