不要輕易扔掉無源探頭

在當前的高速電路領(lǐng)域中，有源電壓探頭已經(jīng)成為連接信號的“必經(jīng)”工具。有源探頭提供了更寬的帶寬和更低的電容負荷，成為測量高頻信號或高阻抗電路的很好選擇。在測量較低頻率范圍內(nèi)的頻率時，它們通常是首選探頭，這也是因為中等帶寬示波器標配的無源探頭通常性能較差。

泰克公司提供100多種示波器探頭和探針，最高帶寬達20GHz

但技術(shù)發(fā)展的步伐永遠沒有停頓，無源探頭技術(shù)也不例外。示波器電路內(nèi)部、探頭帶寬提高、輸入電容以及自動探頭補償技術(shù)的發(fā)展，這些因素相結(jié)合，把傳統(tǒng)無源探頭的劣勢轉(zhuǎn)化成了優(yōu)勢。

在歷史上，通用無源探頭對堅固耐用的重視要超過對性能的重視。這種矛盾長期來一直存在，因為這些探頭主要用來觀察低速信號。這種矛盾一直沒有得到解決，因為創(chuàng)建一種堅固耐用、高性能、而又能夠測量數(shù)百伏電壓的探頭面臨著重大的設(shè)計挑戰(zhàn)。

有源探頭最低帶寬一般為1GHz，測量電壓低于20V，缺乏無源探頭的強健性。無源探頭帶寬一般為500 MHz以下，測量數(shù)百伏電壓，堅固耐用。在新型無源探頭技術(shù)中，無源探頭提供了高達1 GHz的帶寬，同時仍能保持高壓測量功能及日常使用所需的堅固性。

泰克TPP1000無源探頭提供1 GHz模擬帶寬以及小于4 pF的電容負荷

探頭在探頭尖端數(shù)據(jù)中提供的輸入電容和輸入電阻非常重要，因為它們影響著被測電路。在外部設(shè)備(如探頭)連接到測試點時，它在信號源上會再現(xiàn)為額外的負荷，從電路吸收電流。這種負荷或吸收的信號電流會改變測試點后面的電路操作，改變測試點上看到的信號。理想的探頭擁有無窮大的阻抗，但事實上這是不可能的，因為探頭必須吸收部分少量信號電流。

探頭的挑戰(zhàn)在于把負荷保持在盡可能低的水平。最大的問題是探頭尖端的電容。對低頻來說，這個電容擁有非常高的電抗，對被測電路很少或沒有影響。隨著頻率提高，電容電抗下降，頻率越高，電容負荷越高。電容負荷影響著測量系統(tǒng)的帶寬和上升時間特點，降低了帶寬，提高了上升時間。新的無源探頭在探頭尖端提供了<4pF輸入電容，而標準無源探頭提供的輸入電容一般≥9.5 pF。通過這些新型無源探頭，用戶現(xiàn)在可以連接更長的地線，而不會由于使用更高輸入電容的探頭而使信號劣化。

由于示波器和探頭的電路捆在一起，新的無源探頭的建立時間會明顯下降。以前，由于探頭和示波器輸入特點變化，通用無源探頭要求低頻補償。人們通常會忘記或跳過這一步，導(dǎo)致信號采集不準確。新型無源探頭可以完成自動低頻和高頻補償，其時間要短于手動調(diào)節(jié)標準無源探頭進行低頻補償。一般來說，用戶只需從示波器設(shè)置菜單中選擇補償程序即可，非常簡單。

在大家爭相恐后地轉(zhuǎn)向無源探頭前，可能有必要重新考量最新的無源探頭。由于比以前的型號提供了更低的輸入電容和更寬的帶寬，新型無源探頭彌補了通用無源探頭和價格較高的有源探頭之間的市場空白。