无源探头和有源探头有什么不同

无源探头和有源探头

通常，每个示波器通道都标配高阻抗无源探头。无源探头比有源探头更坚固、更便宜。示波器输入端接1 M它们提供宽动态范围和500多个阻抗 MHz的带宽。

除了标准无源探头，你可能会遇到一个难题。考虑到标准无源探头是为大规模检测连接而设计的通用工具，如果要测量快速上升/下降时间的高速信号，建议使用带宽充足的有源探头。有源差分或电流探头也可用于测量差分或电流信号。因此，可以考虑在小范围内表现更好的专用或有源探头。

单端、差分或多模

在测量信号时，示波器以公共参考点（即接地）为基准。用示波器和标准单端探头测量的信号等于被测设备的特定点与接地之间的电位差。

如果您需要测量电路中不同部件上的电压，而这些部件不与接地连接，则需要测量差异。在这方面，您需要使用差异探头。由于差异探头中的差异放大器会放大两个探头之间的信号差，它会抑制两点上的共同电压，并将两点之间的电位差提取到示波器的输入中。

差分探头是高带宽示波器用户的常用工具，但很难显示组成差分信号的单独重量。用户迫切需要一个具有高速数据信号测量功能的示波器探头来测量差分信号的单端和共模重量。

带宽

将示波器和探头的带宽定义为范围降低3dB频率响应。带宽指数多为1 GHz或较低的示波器或探头通常具有所谓的高斯响应，在-3dB大约三分之一的频率开始显示缓慢的滚动特性。带宽指数超过1 GHz在-3dB点附近滚降特性较陡。

根据经验，探头(或示波器)的带宽应大于或等于系统上快速信号带宽的3到5倍，以避免信号频率重量的衰减。因此，您必须首先确定特定信号的快速上升或下降时间，并计算信号带宽。如果你参考特定的通信标准，你应该能够找到快速上升/下降时间的规定。在确定快速上升/下降时间后，请根据您使用的阈值使用以下公式来确定信号的带宽。

探头负载

当您将示波器探头与电路连接时，探头成为被测电路的一部分，探头的电气特性会影响整个测量系统的响应和被测设备的操作。探头将电阻、电容和电感负载引入被测设备。

在探头负载的三个来源中，电容负载往往很麻烦，会影响带宽、上升或下降时间和延迟。电容负载通常会改变被测波形的形状。

这里有一个与被测器件相连的被测器件图表和简化电气模型。理想情况下，V输入(探头输入端的电压)应与V源(探测前被测设备的电压)相同。实际上，由于探头与被测设备相连，被测设备与探头的阻抗决定了探头输入端的电压。这是一个简单的电阻分压器电路。

探头噪声

许多工程师关注探头/示波器固有噪声对测量的影响。影响测量噪声系数的因素有很多。但是，信噪比是你要考虑的一个重要特征。通常，探头的衰减比越小，信噪比越高，噪声越低，但同时输入电阻越低，动态范围越低，共模范围越低。之间有一些权衡。检查探头数据表或手册中规定的探头的衰减比和噪声电平是一种简单的方法。

探针附件

测量系统的性能取决于其薄弱环节。示波器或探头的带宽一直是关键技术指标，但不仅仅是示波器和探头。

事实上，示波器通常不是测量系统中的薄弱环节。测量系统还包括探头、电缆、连接器和夹具。这些元素中的每一个都可能比示波器造成更大的带宽损耗。与探头和探头附件不同，电缆和连接器通常损耗很低。

探头响应校正

对于高带宽有源探头，探头响应校正变得越来越普遍。探头常用的校正方法是直流调节，导致探头直流增益和偏置调节。该方法已用于大量无源和有源探头，以适当补偿直流增益和偏置系数。

随着示波器性能的提高GHz直流校正方法不足以用于高频响应的表征和校正。交流校正是指随频率变化的校正方案，旨在调整探头的交流响应特性，使其与理想探头的特性一致，平面频率响应达到额定带宽(-3dB点）。在探头、探头前端附件和示波器的发展过程中，制造商准确地测量多个器件的S参数，对其特性求平均值，并创建出代表常见探头和示波器系统的校正过滤器。这种形式的校正显著提高了标称校正的准确性，不会给示波器用户带来任何其他不便。

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