示波器常见的探头有哪些
示波器常见的探头有无源探头、有源探头、差异探头和电流探头,那么它们有什么区别呢?安泰测试小边将带您一起看:
(1)无源探头
每个工程师使用示波器的入门级探头通常是无源探头。大多数中低端示波器将标准配备两个或四个无源探头。这是一个非常方便和相对便宜的探头。高压探头和传输线探头也属于无源探头的范畴。
当需要补偿或衰减时,无源探头由导线和连接器制成,包括电阻器和电容器。探头中没有源器件(晶体管或放大器),因此无需为探头供电。
无源电压探头为不同的电压范围提供各种衰减系数-1X、10X和100X。在这些无源探头中,10X无源电压探头是最常用的探头,也是通常作为示波器标准附件提供的探头类型。
对于信号范围为1V峰值或更低的应用程序,1X探头可能更合适,甚至更重要。在低范围和中范围信号混合(几十毫伏到几十伏)的应用程序中,切换1X/10X探头要方便得多。但请记住,可切换1X/10X探头本质上是产品中的两个不同探头,不仅具有不同的衰减系数,而且具有带宽、上升时间和阻抗(R和C)特征也不同。因此,这些探头无法与之相比
示波器的输入完全匹配,不能提供标准10x探头的**性能。大多数无源探头是为通用示波器设计的,因此带宽范围一般小于100mHz到500mHz或更高的带宽。
然而,有一种特定类型的无源探头提供了更高的带宽,称为50欧姆探头、Zo探头和分压器探头。这些探头是为50欧姆环境设计的,通常是高速设备验证、微波通信和时域反射计(TDR)。典型的50欧姆探头有几千赫兹的带宽和100皮秒或更快的上升时间。
无源探头的优点:一般是最坚固、最经济的探头,不仅使用简单,而且使用广泛;电压动态范围大,物理性能强,电气性能强,适合浏览设计。
无源探头缺点:电容负荷大,带宽不够,受地线影响,探头尖端不够尖(尖端容易损坏)、表面贴装设备很难连接。
(2)有源探头
有源探头前端有一个高带宽放大器,需要供电,这也是有源探头名称的由来。它的输入阻抗很高,带宽也可以很高。有源探头的不利条件是成本高,尺寸大,也需要供电。
有源探头包括或依赖于有源器件的操作,如晶体管。在最常见的情况下,有源器件是晶体管的场效应(FET)。FET输入的优点是它提供了一个非常低的输入电容器,通常是几个皮革法拉,最低的不到一个皮革法拉。这种超低电容器可以实现用户想要的各种效果
具有带宽高、输入电容小、地环路小等优点,被广泛应用于高速数字测量领域。
有源探头不足:有源探头价格高,动态范围小,静电敏感,校准麻烦。
(3)差分探头
差分探头分为有源差分探头和高压差分探头。测试高速信号,特别是差分信号时,只能使用相应的有源差分探头进行测试。
有源差分探头具有负载效应低、信号保真度高、动态范围高、温漂小等特点。高压差分探头通常用于许多高压信号的测试。
通过差分探头将任何两点之间的浮接信号转换为相对信号。用于供应电表、示波器或计算机。绝大多数电子电路,尤其是电机电路,都包含交流补偿(ACOFFEST)或直流抵补(DCOFFSET),可能没有地面回路。如果不使用差异探头,则用其他非差异探头测量。此时,贸然连接示波器会导致触电、损坏示波器或电线着火的风险。因此,在许多情况下,对于电路的波形测试,差异探头的差异信号检测更安全、更准确。
差异探头性价比高,抗干扰能力强,因为两条差异线之间的耦合很好。当外部噪声干扰时,几乎同时耦合到两条线上,接收端只关心两个信号的差异,因此外部共模噪声可以在很大程度上抵消。
差分探头比普通无源探头贵很多。
1.差异可以频率很高,目前有100GHz以上,无源普通探头做不到;
2.差异一般是隔离的,测量的信号端与示波器有效隔离。
(4)电流探头
电流探头将用于用示波器测试电流。电流探头是根据法拉第原理设计的,用于测量线路中干扰电流信号的磁环。本质上,它是一个匝数为1的变压器。使用电流探头可以测量流经线路的电流。电流探头分为AC/DC电流探头和AC电流探头。前者可以测量直流和交流电流的大小,后者只能测量交流电流的大小。在选择电流探头时,应注意几个主要参数:待测物体的电流大小、电流频率、交流或直流、钳口的形状和大小、供电方式、接口形式等。
探头对示波器的测量至关重要,因此探头对探测电路的影响必须很小,并希望保持足够的信号保真度。如果探头以任何方式改变信号或电路运行,示波器将看到实际信号的失真结果,这可能导致错误的测量结果或误导性测量结果。通过以上介绍,探头的购买和正确使用有很多值得注意的地方,只有与示波器和测量电路相匹配的探头才是您应该选择和使用的探头。