示波器-成也探頭敗也探頭

     我們常常比較關注示波器本身，而忽略了探頭的選擇。實際上探頭是介于被測信號和示波器之間的中間環節，如果信號在探頭處就已經失真了，那么示波器做的再好也沒有用。 

       在實際測試過程中，我們應當選擇合適的示波器探頭，才能得到準確的測試結果。探頭的性能會對最終的測試結果產生直接的影響，用對了可以成就高性能、高精度的測試，用不好也會成為高端示波器性能表現的瓶頸。

探頭分類

常見的示波器探頭有四種：無源探頭、有源探頭、差分探頭和電流探頭。

       01 無源探頭

       衰減無源電壓探頭是最常用的探頭，常見的無源探頭帶寬都在500MHz以下，大部分中低端示波器都會標配兩支或四支無源探頭，它是一種非常方便、價格相對便宜的探頭。高壓探頭和傳輸線探頭也是屬于無源探頭的范疇。

       02 有源探頭

       有源探頭輸入阻抗高，帶寬也可以做到很高。有源探頭的不利條件是成本高，尺寸大，也需要電源進行供電。

       03 差分探頭

       差分探頭分為有源差分探頭和高壓差分探頭。測試高速信號，特別是差分信號時，只能使用對應的有源差分探頭來測試。有源差分探頭具有低的負載效應，更高的信號保真度，高動態范圍以及微小的溫漂等特點。而在很多高壓信號的測試上，一般使用高壓差分探頭測試。

       04 電流探頭

       用示波器來測試電流就會用到電流探頭，常用的電流探頭是利用霍爾原理來制作的。它通過測量電路周圍磁場的變化來獲得電流信號。在選擇電流探頭時應該注意幾個主要參數：待測物電流大小、電流頻率、交流還是直流、鉗口的形狀和大小、供電方式、接口形式等。

探頭附件

示波器探頭通常會帶一些附件，例如色環、調節棒和探頭保護帽。

       01 色環

       紅黃綠藍色的圓圈狀東西，就是色環。可以看到，攤頭上已經套了兩個藍色的。這個色環是塑料材質，一端開口，可以隨時卸下來換上別的顏色，色環不會對被測電路產生影響，只是輔助識別的作用，用在示波器有多個探頭的場合。如下示波器的探頭插口，可以看到有兩種顏色。

       如果探頭和示波器是配套的，你可以發現你的探頭已經配好了紅色和藍色的色環，你只需要在使用的時候按照相同的顏色查到示波器插頭插口即可。插反也不會對測量有電路影響，只是在測量的時候好區分。如果你的探頭用壞了，從某寶或市場買來一個，首先得把相應的色環裝好，以便區分探頭通道。

       02 調節棒

       文章開始的第一張圖中，最黑的那個棒棒就是調節棒，在最前面有一個扁平的不銹鋼，形似改錐，這個調節棒就是一個改錐，用來調節探頭的補償電容，把你的探頭拿出來，找到螺絲孔，如下圖，探頭補償電容調節孔在插口處，有的在探針那一端。

    什么時候需要調，調到什么程度？調節方法：找到示波器的校準信號輸出端口，如下圖，將探極接到信號輸出端口，示波器會出現1KHz的方波型號，觀察信號的波形，調整到很規整為止。

       03 探針保護帽

      把探極勾摘掉以后，漏出探針的圖片，常用來測試IC的管腳。看著探極的探針，當你的用它測量IC的某個管腳時，會不會發生不小心碰到周邊管腳或者使得兩條管腳短路的情況？這時候，探針保護冒就起作用了。選擇合適的探針保護帽直接套上去即可。

探頭校準

       拿到探頭，先要校準，什么樣的探頭需要校準？除無衰減的探頭（1:1）外，都需要校準。校準是探頭首次與一臺示波器使用時必須需要校準，換不同的臺式示波器測量時，都要校準。

      無源探頭的校準：校正補償電容。用螺絲刀調節無源探頭上的校正電容，使其波形盡量呈矩形，也就是與示波器良好匹配。

    有源探頭的校準：校正直流偏移。有源探頭內含放大器等有源器件，因溫漂等原因而使其在不同環境中引入直流偏移不同。使用前，先插到示波器上預熱幾分鐘，然后進行一次校準。探頭接好示波器面板自帶的1KHz、0.5V的信號，按VerticalàCal Probe（main），稍等幾分鐘后示波器就自動校準好了。

     電流探頭的校準：探頭接在示波器的通道1上，按下電流探頭上“DEGAVSS”和“BALANCE”按鈕調校和校零，校零好后，示波器上CH1顯示出單位“mA”。

注意事項

????手不要觸摸探頭；探頭地就近接被測信號的地；探頭探針就近接被測信號管腳，探頭要盡量與電路板PCB板面垂直；測量時，盡量減小探頭探針與探頭地所構成環路的面積；探頭的地線不要懸空，只能接電路板上的地線，不可以搭接在電路板的正負電源端。????

     小編為您介紹一款常用的探頭，差分探頭，Differential Probes。一種示波器探頭利用差分放大原理設計出來，就是差分探頭。

　　把任意兩點間的浮接信號，通過差分探頭，變換成為相對地的信號。以供應電表、示波器、或電腦計算機來使用。絕大多數的電子電路，特別是電機電路，都會包含有交流抵補(AC OFFEST) 或直流抵補(DC OFFSET)，對地回路可能都沒有。如果不使用差分探頭，用其他非差分探頭測量，這時候帽然的接通示波器將會導致觸電，或者對示波器產生順壞的影響，或者產生電線走火的風險。所以很多情況下，對電路的波形測試，差分探頭差分信號探測，更保險，更準確。

差分探頭工作原理具體是什么呢?

【普通探頭】

（常規測試的時候，是示波器探針點在被測點，地線接地，測試被測點和地的電壓差。地線通過示波器的地直接和大地相連）

差分探頭原理簡單的說，是一對信號，將它們同時輸入到放大電路里，接著相減，從而抵消干擾信號，過濾出本原信號。構成差分探頭放大器，硬件上用直接耦合方式，使用了參數特性相同的兩個晶體管。首先對兩個輸入端上，同時輸入相位相同且大小相同的信號，不斷進行調節，讓信號歸零，這樣就能去掉零點漂移。

       但是很多情況，被測設備的地和我們示波器的地并不相同，比如測試開關電源的時候，或者三相輸出，他們的地實際上是零線（帶電壓）或者有浮動，導致這個時候從示波器探頭的地線會引入一部分的電壓進去，一個是影響測量，一個是有可能燒壞示波器。

這也是早期的電源工程師喜歡把示波器的三角插頭給剪了，再拔掉探頭地線去做測試因為那時候差分探頭貴，節約成本，但是又要做這個測試。

差分探頭差分信號不是以地作為參考信號，而是相對參考。傳統的單端探頭用于測量差分信號時，有可能會出現“地彈”現象。這是因為普通的單端探頭，測量時生成的是信號是相對地的，對干擾信號無法排除。

差分探頭用途到底有哪些呢?

差分探頭目前在很多電子行業都有廣泛應用例如開關電源行業電源、逆變器、轉換器、馬達控制等。