示波器探頭(3)

現(xiàn)代的高帶寬有源探頭都采用分離式的設(shè)計方法，即：探頭放大器與探頭附件部分分開。這樣設(shè)計的好處是：
1、支持更多的探頭附件，使得探測更加的靈活；
2、保護投資，最貴的是探頭放大器（一個探頭放大器可以支持多種探測方式，以前需要幾個探頭來實現(xiàn)）；同時探頭附件保護探頭放大器（探頭附件即使損壞，價格也相對便宜）；
3、這種設(shè)計方式容易實現(xiàn)高帶寬。

這些探頭附件，主要包括以下幾種：
1、點測探頭附件（包括：單端點測和差分點測）；
2、焊接探頭附件（包括：單端焊接和差分焊接，分離式的ZIF焊接）；
3、插孔探頭附件；
4、差分SMA探頭附件（示波器一般直接支持SMA連接，但是如果被測信號需要上拉如HDMI，則必須使用SMA探頭附件）。
探頭附件的電路結(jié)構(gòu)如下圖所示：
1、在探頭附件尖端部分會有一對阻尼電阻（一般82ohm），這對阻尼電阻的作用是消除探頭附件尖端部分的電感的諧振影響；
2、探頭尖端部分的后面是25Kohm的電阻，這個電阻決定了探頭的輸入阻抗（直流輸入阻抗即電阻：單端25Kohm，差分50Kohm），這個電阻使得被測信號傳輸?shù)教筋^放大器部分的功率是非常小的，不至于對被測信號有較大影響。
3、25Kohm的電阻后面是同軸傳輸線部分，這個傳輸線負責(zé)把小信號傳輸?shù)椒糯笃?。這個傳輸線的長度可以很長，也可以很短，中間可以加衰減器，也可以加耦合電容。
4、同軸傳輸線連接到放大器，放大器是50ohm匹配的（差分100ohm匹配）。

有源探頭為了保持探頭的精確度，需要工作在恒溫狀態(tài)，所以探頭放大器不能放置到高低溫箱里進行高低溫環(huán)境下被測電路板的測試。從探頭附件結(jié)構(gòu)中可見中間的 50ohm傳輸線的長短不影響探測，所以可以用很長的同軸電纜或擴展同軸電纜，讓這個同軸電纜伸進高低溫箱里進行高低溫換進下被測電路板的測試。如下圖是 N5450A擴展電纜，使用N5381A焊接探頭附件，可以工作在-55°到150°溫度范圍。

使用N5450A擴展電纜和N5381A探頭附件，使用1169A 12GHz探頭放大器，在-55°和150°環(huán)境下的頻響曲線如下圖所示，可見能夠滿足高速信號測試的要求。