示波器探头基础知识

  示波器探头不单单是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。探头有很多种类型号各有其特性，以适应任何不同的专门工作的需要，其中一类称为有源探头，探头内包含有源电子元件能够给大家提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。这种探头通常对输入信号进行衰减。我们将首先集中讨论通用无源探头，说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响，接着粗略地介绍几种专用探头及其附近。

  屏蔽示波器探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现，如果我们仅使用一普通导线来代替探头，那么它的作用就好象是一根天线Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号，这类噪声甚至还能注入到被测电路中去所以我们第一步需要的是屏蔽的电缆，示波器探头的屏蔽电缆通过探头尖端的接地线和被测电路连接，来保证了很好的屏蔽。

  4. 一个探头，就算它只是简单的一条电线，它也可能是一个很复杂的电路。a）对于DC 信号( 0 Hz 频率)，探头作为一对导线与一系列电阻，就向一个终端电阻一样。

  b) AC 信号的特性变化是因为：电线具有分布电感(L)，电线具有分布电容(C)。分布电感反作用于AC信号，在信号频率增加时，阻止AC信号通过。分布电容反作用于AC信号，在信号频率增加时，减小 AC信号电流通过的阻抗。这些反作用元件(L 和 C )的交互作用，与电阻元件(R)一起，成为随信号频率不同而变化的探头阻抗。

  自从示波器问世以来，它一直是最重要，最常见的电子测试仪器之一，由于电子技术的发展，示波器的功能在一直上升完善，其它性能和价格也是五花八门主，其探头也是从单一到复杂。

  和示波器一们，探头也具有其允许的有限带宽。如果个人会使用一台100MHz的示波器和一个100MHz的探头，那么它们组合起来的响应就小于100MHz，探头的电容和示波器的输入电容相加，这就减小了系统的带宽，加大了显示的上升时间tr见第一章1.3节上升时间。使用1.3节的公式tr(ns)=350/BW(MHz)如果示波器和探头各自均为100MHz带宽，其上升时间均为tr=3.5ns 。则有效系统上升时间就由下式给出：trsystem=sqr(t2rscope+t2rprobe)=sqr(3.52+3.52)ns=sqr(24.5)2ns=4.95ns根据4.95ns的系统上升时间求得，系统带宽为350/4.95MHz=70.7MHz。

  示波器探头最大输入电压多数通用10：1探头的构造使这些探头适合于最大输入电压为峰值400V或500V的情况下使用，所以这些探头能够适用于信号电平高达数百伏的广泛的应用场合，对需要测量更高电压的场面合，我们推荐使用电压额定值更高的100：1探头。

  FET示波器探头这是一种可在高频下使用的有源探头，其使用频率可达650MHz。其输入电容可低达1.4pF，因此特别适合于在具有很高源阻抗的电路中测量快速瞬变，或者其它要求探头负载效应最小的场合。由于采用有源设计的具体方案，所以FET探头也可用于1：1的情况，仍具有极低的输入电容。

  电流示波器探头顾名思义，使用这种探头时示波器上显示的是导体中的电流而不是其上的电压。在这种探头的头上装有一个电流感应变压器，使用时只要把探头卡到电缆导线上而无需切断电路，探头获得的信号首先变换成电压，再经过比例变换后送到示波器的端，这时示波器显示的单位为A/格或mA/格。探头的频率范围可达70MHz以上。使用电流探头以后，具有数学解决能力的示波器就能够最终靠将电压波形和电流波形相乘来进行功率的测量。

  首先是带宽，这个通常会在探头上写明，多少MHz。如果探头的带宽不够，示波器的带宽再高也是无用，瓶颈效应。

  另外就是探头的阻抗匹配。一般示波器的输入阻拦是1MΩ300Mhz以上的示波器通常是50Ω，此时只需将DP-25标示值x2即可。即x20→x40；x50→x100；x200→x400。 探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节。通常在探头的靠近示波器一端有一个可调电容，有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容。它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的。如阻抗不匹配的话，测量到的波形将会变形。调节示波器探头阻抗匹配的方法如下：首先将示波器的输入选择打GND上，然后调节Y轴位移旋钮使扫描线出现在示波器的中间。检查这时的扫描线是否水平（即是否跟示波器的水平中线重合），若不是，则需要调节水平平衡旋钮（通常模拟示波器有这个调节端子，在小孔中，需要用螺丝刀伸进去调节。数字示波器不用调节）。然后，再将示波器的输入选择打到直流耦合上，并将示波器探头接在示波器的测试信号输出端上（一般示波器都带有这输出端子，通常是1KHz的方波信号），然后调节扫描时间旋钮，使波形能够显示2个周期左右。调节Y轴增益旋钮，使波形的峰-峰值在1/2屏幕宽度左右。然后观察方波的上、下两边，看是否水平。假如慢慢的出现过冲、倾斜等现象，则说明需要调节探头上的匹配电容。用小螺丝刀调节之，直到上下两边的波形都水平，没有过冲为止。当然，可能由于示波器探头质量的问题，可能调不到完全无失真的效果，这时只能调到最佳效果了。

  另外就是示波器上还有一个选择量程的小开关：X10和X1。当选择X1档时，信号是没经衰减进入示波器的。而选择X10档时，信号是经过衰减到1/10再到示波器的。因此，当使用示波器的X10档时，应该将示波器上的读数扩大10倍（有些示波器，在示波器端可选择X10档，以配合探头使用，这样在示波器端也设置为X10档后，直接读数即可）。当我们要测量较高电压时，就可通过探头的X10档功能，将较高电压衰减后进入示波器。另外，X10档的输入阻抗比X1档要高得多，所以在测试驱动能力较弱的信号波形时，把探头打到X10档可更好的测量。但要注意，在不确信号电压高低时，也应当先用X10档测一下，确认电压不是过高后再选用正确有量程档测量，养成这样的习惯是很有必要的，不然，哪天万一因为这样损坏了示波器，要后悔就来不及了。经常有人提问，为什么用示波器看不到晶振引脚上的波形？一个可能的缘由是因为使用的是探头的X1档，这时相当于一个很重的负载（一个示波器探头使用×1档具有上百pF的电容）并联在晶振电路中，导致电路停振了。正确的方法应该是使用探头的X10档。这是使用中应当注意的，即或不停振，也有一定的可能因过度改变振荡条件而看不到真实的波形了。

  示波器探头在使用时，要保证地线夹子可靠的接了地（被测系统的地，非真正的大地），不然测量时，就会看到一个很大的50Hz的信号，是因为示波器的地线没连好，而感应到空间中的50Hz工频市电而产生的。如果你发现示波器上出现了一个幅度很强的50Hz信号（我国市电频率为50Hz，国外有60Hz的），这时你就要注意下看是否是探头的地线没连好。由于示波器探头常常使用，有几率会使地线断路。检测的新方法是：将示波器调节到合适的扫描频率和Y轴增益，然后用手触摸探头中间的探针，这时应该能看到波形，通常是一个50Hz的信号。如果这时没有波形，能检查是否是探头中间的信号线是不是已经损坏。然后，将示波器探头的地线夹子夹到探头的探针（或者是钩子）上，再去用手触摸探头的探针，这时应该看不到刚刚的信号（或者幅度很微弱），这就说明探头的地线是好的，否则地线已经损坏。通常是连接夹子那条线断路，通常重新焊上即可，必要时可更换，注意连接夹子的地线不要太长，否则容易引入干扰，尤其是在高频小信号环境下。示波器探头的地线夹子应该要靠近测量点，尤其是测量频率较高、幅度较小的信号时。因为长长的地线，会形成一个环，它就像一个线圈，会感应到空间的电磁场。另外系统中的地线中电流比较大时，也会在地线上产生压降，所以示波器探头的地线应该连接到靠近被测试点附近的地上。

  可将任意间的两点浮接信号，转换成对地的信号，以供应示波器、电表、或计算机使用。 差分探头测量的是〝差动信号〞而一般示波器探棒测量的是〝对地信号〞因此当两点间有任一点〝非地〞时，示波探棒就不可以使用，如果冒然使用，将有危险发生。

  理想情况下，电源输出的DC电压应该是一个固定值，但在许多情况下，它是通过对交流电压进行整流和滤波获得的。因为滤波不干净，或多或少会有残留的交流分量。这种具有周期和随机成分的杂波信号称为纹波。 即便是用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。较大的纹波会对高速信号质量产生干扰，影响CPU与GPU正常工作，所以这个数值越小越好。所以为了能够更好的保证电源的电压输出质量，需要对给电路板供电的AC/DC或DC/DC模块的输出纹波做测量。而纹波的测量方法对于其该项指标的确定会产生非常大的影响，今天安泰测试就简单给大家演示一下普源示波器DS70304测电源波纹的一些需要注意的几点。 通过示波器测试电源纹波时，只有采取正确的测量方法，才能得到准确的测量数

  DS70304测电源纹波的步骤 /

  示波器是形象地显示信号幅度随时间变化的波形显示仪器，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类. 示波器主要由示波管、(Y轴)垂直放大器、扫描(锯齿波)信号发生器、(X轴)水平放大器及电源等部分所组成，其结构框图如图6所示。 1．示波管是示波器的核心部件，它最重要的包含电子枪、偏转板和荧光屏等几个部分，如图5所示。示波管的电子枪包括灯丝、阴极、控制栅、第一阳极和第二阳极。阴极被灯丝加热时发射大量电子，电子穿过控制栅后被第一阳极和第二阳极加速和聚焦，所以电子枪的作用是产生一束极细的高速电子射线。由于两对平行的偏转板上加有随时间变化的电压，高速电子射线经过偏转板时就会在电场力的作用下发生偏转，偏转距离与偏转板上所加的电压成正比，最后

  的结构 /

  （北京， 2007年2月1日） ―― 安捷伦科技（ NYSE:A）今天发布业内第一种基于示波器的 DDR2 符合性测试应用软件，它最适合计算机、数据存储、电子数据处理和消费类电子科技类产品行业的工程师使用。该 Agilent N5413A DDR2 测试应用软件在 Infiniium 54850 和 80000 系列示波器上运行 ，提供基于电子器件工程联合委员会（ JEDEC）JESD79-2C DDR2 SDRAM 规范和 Intel DDR2 667/800 JEDEC 规范附录1.1 版的 DDR2 电气符合性测量。 N5413A 测试应用软件的先进调试模式所提供的关键性测量有眼图、模板测试和振铃测量等，以及许多 J

  示波器厂商通常将存储深度视为示波器最重要的指标之一。它是指采集到存储器中的采样点数。存储深度通常是按通道标示的。有些示波器采用了交叉存取存储体系结构，对于这种结构的示波器，当所有通道都打开时，存储深度是某个特定值；当只用一半通道时，存储深度会增加一倍。 存储深度有两种指标，一种是标配，另外一种是选件。虽然客户在购买示波器时将采集存储器深度当成一个关键指标来考虑，但深度理解存储器的优缺点有助于客户物尽其用。深存储器会在三个方面给使用者带来价值： ●更长的波形捕获时间 深存储器最明显的优点是在固定采样率下，能够捕获更长时间的波形。例如，对于因果事件间隔很长时间的波形，就需要很深的存储深度才能将因和果一次全抓下来，让用户一次获取

  有什么好处 /

  示波器是电子工程师们日常作为测试测量使用频率很高的电子仪器，说起示波器，大家第一时间能想到的一定是泰克示波器，仪器仪表行业，提起泰克示波器，基本上人人都知道，那么泰克示波器出故障怎么办，泰克示波器发生故障后维修流程复杂吗，有没有好办法能使示波器减少故障，当然有！ 今天安泰泰克示波器维修售后中心小编就给大家伙儿一起来分享下泰克示波器的日常使用维护方法，掌握了这一些方法，就能减少泰克示波器出故障的频次，下面我们大家一起来了解一下。 1、为了能够更好的保证设备正常使用，请务必在产品说明书规定环境范围内使用; 2、当探头或测试导线与电源线相连接时，请勿随意插拔; 3、最好能够降低搬动，且要小心轻放：屏幕是示波器容易损坏的部件，由于其结构特殊，在使用中要

  这样用减少故障 /

  从定义上看，时间参考点和水平延迟值这两个参数都与采集存储器有关。 那么这两个参数的设置对波形有什么具体影响呢？ 本期视频以MDO3014示波器采集的波形为例，为大家详细讲解。

  力科公司的新系列WaveMaster8Zi-A数字示波器、串行数据分析仪和磁盘驱动分析仪——8 Zi-A系列，现在提供宽达45GHz的带宽和120GS/s的采样率——世界最高带宽和最快采样率的实时示波器，并具有768Mpts的可分析存储深度。另外，4通道上20GHz的线个测量通道提供了最高性能以及信号保真度。在所有型号的示波器上，使用Zi-8CH-SYNCH同步示波器套件，并且所有可捕获的通道显示在同一个显示栅格上，其捕获能力将翻倍。 带宽45GHz时的采样率可达到120GS/s,带宽25到30 GHz时采样率为40GS/s，带宽20GHz时所有4通道采样率达到40GH/s。对于4到20GHz的带宽，标配的

  在下面的讨论中，被测器件将使用一块灵活的无线电集成电路，其已经集成到无线电测试模块中，即Microchip Technologies MRF89XM8A。这个模块采用MRF89XA集成电路无线电及滤波和天线匹配。为进行演示，这个模块安装在Microchip Explorer 16电路板上，与电脑一起使用，对无线电设置进行编程。 为演示使用开关电源对无线电供电的影响，个人会使用升压转换器集成电路Microchip MCP1640，其集成到MCP1640EV评测电路板上。这个转换器以大约500 kHz频率开关，这一频率对开关稳压器十分常见。它能够给大家提供无线 V输出电压，支持最低0.8 V的输入电压。这在某种程度上预示着可以从一个电池单

  研讨会 : Tektronix 嵌入式系统调试及混合信号系统验证测试中示波器的使用

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