示波器探头不仅仅是带有尖端的导线。典型的探头除了尖棒和鳄鱼夹外,内部还有输入衰减电路和阻抗匹配电路。
基本上示波器输入前端都有自己的内部电容和内部电阻。为了防止信号失真,探头的电容需要与示波器的电容相匹配。如果匹配得不好,就会出现过冲或过冲。大多数示波器的正面都有一个探头补偿连接器,该连接器提供可用于调整探头电容的测试信号。这是效果图:
探头的电阻提供输入衰减,它与示波器的输入电阻一起工作。通常的 1x/10x 探头会有一个开关,该开关插入一个通常是电阻器与信号串联。在示波器中,通常有一个电阻用于输入衰减。在 1x 模式下,您只有那个电阻,而在 10x 模式下,两个电阻都提供的衰减。9 MΩ1 MΩ10 MΩ
与探头的输入电阻并联的是补偿电容。购买探头时,应注意电容的值可以与示波器的输入电容值相匹配。
探头的另一个重要部分是尖端电容。它被建模为与信号并联的电容器。其目的是减慢进入探头的信号的上升时间,这通常被认为是负面影响。对于您正在考虑的示波器,尖端电容可能不会太重要,但对于更高的频率,当需要准确测量上升时间时,它可能会导致问题。
有些探头也有所谓的高频补偿。您可能不想为这样的探测付费,但为了完整起见,我只提一下。高频补偿部分通常位于探头的 BNC 电缆连接器中,由与信号路径平行放置的电阻器和可变电容器的串联连接组成。它用于解决由于电缆电感而导致阻抗随频率增加的问题。基本上阻抗会随着频率或多或少地线性下降,直到我们达到探头的谐振频率。之后,它会增加。补偿系统用于将谐振频率点从我们对使用示波器感兴趣的频率范围移开。
最后,泰克有一本免费的书(如果你想给他们你的电子邮件地址),它详细解释了探头的工作原理。它被称为 ABC of probes,目前可从此处获得。