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示波器探頭的10個誤解-示波器維修

誤解1.100MHz的“信號",使用100 MHz示波器探頭

示波器探頭帶寬與配合它們使用的示波器帶寬采用相同的方法進(jìn)行規(guī)定,，即產(chǎn)品響應(yīng)的-3dB點(diǎn)。舉例來說,，如果使用100 MHz帶寬的探頭測量100 MHz 1Vpp正弦波,，那么探頭輸出將顯示正弦波0.7 Vpp的幅度。因此,，100 MHz的探頭并不適合測量100 MHz的信號,。

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誤解2.只有高帶寬測量才需要有源探頭

有源探頭的低負(fù)載是它們最常被忽視的優(yōu)勢,，每當(dāng)探頭與目標(biāo)發(fā)生接觸時，探頭變成它所測量的電路的一部分,。探頭與電路之間的這種緊密接觸效應(yīng)稱為探頭負(fù)載,，負(fù)載越大，對被測信號帶來的探頭干擾就越多,，探頭制造商對探頭的輸入電阻和電容做出了規(guī)定,典型的500 MHz無源探頭為并聯(lián)10 M?,，電容9.5 pf；而典型的1 GHz有源探頭為并聯(lián)1 M?,，電容1 pf,。在直流中，對于被測電路而言,，無源探頭看起來像是一個10 M?的對地阻抗,，而有源探頭將為1 M?。兩者都是非常大的阻抗,這意味著在低頻率信號上沒有明顯的影響,，在較高頻率下,，探頭電容將對被測電路產(chǎn)生不利影響。

誤解3.所有示波器探頭的衰減比均為10:1

探頭會使被測信號衰減,，這樣呈現(xiàn)給示波器的信號就不會超過示波器的輸入范圍,。較大衰減比如10:1、50:1,、100:1等,，用于測量較高的電壓，而小衰減比如2:1和1:1,，適用于較低的電壓,。測量系統(tǒng)的噪聲（示波器噪聲加探頭噪聲）會使得探頭衰減比成正比增加。在選擇探頭時,，這是一個重要的考慮因素,。10:1的無源探頭和1:1的無源探頭都可以用于測量1Vpp的典型信號，但1:1的無源探頭會帶來更有利的信噪比,。

誤解4.只需建立穩(wěn)定的連接即可開始測量

當(dāng)人們看到示波器探頭所含的眾多連接附件時,，可能會產(chǎn)生這一誤解，認(rèn)為只要簡單地將它們與探頭相連就可以達(dá)成測量目標(biāo),。這些附件旨在為用戶提供方便,，使他們能夠簡單、快速地進(jìn)行定性測量,，檢查電源是否通電或者時鐘是否切換,。定量測量包括上升時間、周期,、過沖等等,，在進(jìn)行定量測量時,，最好要去掉附件，采用盡可能短的連接,。較長的附件會在探頭的信號路徑添加電感,，大大降低它的帶寬，同時增加被測電路的探頭負(fù)載,。

誤解5.接地就是接地

這一說法不言而喻,，但對示波器探頭而言，這可能并不確切,。探頭的接地方式會出現(xiàn)錯誤,。探頭的接地引線具有電感屬性，它的阻抗隨著頻率的增加而增加,。探頭接地引線越長,，其電感越大，頻率也越低,，在低頻率下阻抗會出現(xiàn)問題,。沿著探頭的屏蔽向下返回的電流會遇到此阻抗,。這會使得探頭帶寬降低,，造成可觀察到的信號振鈴。此外,，接地引線越長,，引線造成的環(huán)路越大，它也變成拾取雜散噪聲的更大天線,。最好是始終采用盡可能短的接地連接,。

誤解6.使用電流探頭和電壓探頭測量功率

功率=電壓*電流，因此,，上述觀點(diǎn)似乎合理,。實際上，它的錯誤在于,，這個說法不完整,。為了使用示波器準(zhǔn)確地測量功率，電壓探頭和電流探頭需要進(jìn)行偏差校正,。電壓探頭和電流探頭的電氣長度通常不一樣,。這是由電纜長度和設(shè)備延遲所造成，使得兩個探頭的信號在不同的時間到達(dá)示波器,。其結(jié)果是,，對于像切換模式電源這樣的系統(tǒng)而言，電壓和電流動態(tài)變化,，導(dǎo)致電壓乘以電流的乘積不正確,。對探頭進(jìn)行偏差校正可以去除兩個探頭之間的信號傳輸時間差異并糾正錯誤,。

誤解7.使用隔直/交流耦合來消除直流

很多時候，待分析的有用信號是交流信號,，位于相對較大的直流信號頂部,。測量直流電源的紋波和噪聲就是一個常見的例子?！袄吓?的方法是將一個大電容與探頭串聯(lián),，隔離掉直流分量，使信號能夠在屏幕上居中,，并放大用于分析,。另一種更好的方法是利用具有“探頭偏置"能力的探頭，如N7020A電源探頭,。探頭偏置位于示波器和探頭向探頭內(nèi)注入調(diào)零電壓之處,，最好位于探頭的大電阻值探針電阻器后方。使用探頭偏置的優(yōu)勢是只消除了直流,。使用隔直時,，低頻內(nèi)容也被濾除。在直流電源上測量紋波和噪聲時,，隔直可以濾除低頻電源漂移和供電變化,。探頭偏置的另一個優(yōu)勢是，用戶調(diào)整接入偏置,，示波器知道消除了多少直流,，并能顯示此信息，以及在運(yùn)算或自動測量中使用,。

誤解8.不要把示波器探頭放在溫箱內(nèi)

曾幾何時,，這種說法并沒有錯誤。但是,，現(xiàn)在有多種高溫選項提供給用戶,。例如，是德科技提供一系列電壓和電流探頭,，可以在溫箱內(nèi)使用,，其工作溫度范圍為-50°C到+150°C。除了高溫能力之外,，這些探頭還具有更長的電纜,，這樣他們可以溫箱內(nèi)部連接到測試設(shè)備所在的溫箱外部。

誤解9.電流探測器在測量“小"電流時不起作用

許多示波器電流探頭用戶在試圖測量小電流（1-50mA）時曾有過不愉快經(jīng)歷,，他們發(fā)現(xiàn)不同測量的電流探頭偏差比被測電流大,。這是由于多種因素造成的，如穿過探頭的引線的位置變化,、探頭的熱漂移,、殘余磁化強(qiáng)度或用于測量電流的導(dǎo)線環(huán)路中的外部信號耦合,。針對非常小的電流（uA及以下）的測量，有一種新型的電流探頭,，如N2820A高靈敏度電流探頭,。這種探頭沒有采用之前的磁場感應(yīng)方法，而是依賴歐姆定律,。這種差分電壓探頭能測量由1m?到1M?的感應(yīng)電阻器的電壓,，并在示波器上顯示電流測量結(jié)果。

誤解10.驅(qū)動示波器的同時不能使用兩個探頭

有一份來自探頭制造商的產(chǎn)品介紹還沒有進(jìn)行公開,，這份產(chǎn)品介紹關(guān)乎探頭支架和探頭定位器,，因此往往被忽視。這些方便的附件可以為用戶提供協(xié)助,，使得用戶能在探測多個位置的同時操作示波器,。它們具有不同的復(fù)雜性，有些是簡單的雙腳架,，與探頭相連形成穩(wěn)定的三腳架,，探頭成為第三只“腳"；有些是具有多軸,、可無限定位的支架,，位于能對水平目標(biāo)和垂直目標(biāo)進(jìn)行探測的方位。