示波器探頭對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及正確性至關(guān)重要，它是連接被測電路與示波器輸入端的電子部件。最簡單的探頭是連接被測電路與電子示波器輸入端的一根導(dǎo)線，復(fù)雜的探頭由阻容元件和有源器件組成。簡單的探頭沒有采取屏蔽措施很容易受到外界電磁場的干擾，而且本身等效電容較大，造成被測電路的負(fù)載增加，使被測信號失真。

       本質(zhì)上，示波器探頭是在測試點或信號源和示波器之間建立了一條物理和電子連接；實際上，示波器探頭是把信號源連接到示波器輸入上的某類設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)，它必須在信號源和示波器輸入之間提供足夠方便優(yōu)質(zhì)的連接。連接的充分程度有三個關(guān)鍵的問題：物理連接、對電路操作的影響和信號傳輸。

       大多數(shù)探頭由探頭頭部、探頭電纜、補償設(shè)備或其他信號調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和探頭連接頭組成。

       為進(jìn)行示波器測量，必須先能夠在物理上把探頭連接到測試點。為實現(xiàn)這一點，大多數(shù)探頭至少有一兩米長的相關(guān)電纜。但是探頭電纜降低了探頭帶寬：電纜越長，下降的幅度越大。除了一兩米長的電纜外，大多數(shù)探頭還有一個探頭頭部或帶探針的把手，探頭頭部可以固定探頭，用戶則可以移動探針，與測試點接觸。通常這一探針采用彈簧支撐的掛鉤形式，可以把探頭實際連接到測試點上。

       1.探頭結(jié)構(gòu)：為了獲得可用的測量結(jié)果，探針上的信號必須通過探頭頭部和電纜，以足夠的保真度傳送到示波器的輸入。Prbtek以其典型的示波器探頭結(jié)構(gòu)示意圖為例，它的一端具有一個掛鉤，檢測波形時可以鉤到電路的元件引腳上，掛鉤外有一個護(hù)套，內(nèi)有彈簧。檢測時用手將護(hù)套拉下，掛鉤才露出來。如圖1所示

示波器探頭結(jié)構(gòu)示意圖

       2.接地環(huán)和接地夾：探頭中間有一個接地環(huán)和接地夾，用于與被檢測的電路地線相連。使用時如果沒有正確接地，就不能正常檢測波形。

       3.衰減轉(zhuǎn)換開關(guān)：在探頭的尾部有一個衰減轉(zhuǎn)換開關(guān)，旋轉(zhuǎn)下部的套筒形旋鈕可以進(jìn)行x1擋或x10擋的選擇。在手柄下部標(biāo)有選擇指示，x10擋即表示檢測送入的信號被衰減1/10，因此示波器上觀測的值要乘以10。

       4.BNC型插頭：探頭通過電纜將信號送到示波器的信號輸入端，探頭電纜的另一端有一個BNC型插頭，在插頭的部分有一個校正電容器的調(diào)整端。如圖2所示。

圖2探頭校正電容的位置示意圖

      5.探針：如圖3所示，當(dāng)逆時針旋轉(zhuǎn)掛鉤護(hù)套，取下護(hù)套以后，就可以將掛鉤部分卸下來，露出探頭的探針。這樣，在檢測密度很高的電路板時，可用探針點到檢測部位，以免與其他元件短路。

圖3探頭結(jié)構(gòu)示意圖

       6.在x10擋測量： 示波器探頭在x10擋具有高阻抗和低電容量的特性，但是輸入電壓的幅度被衰減為1/10，在測量時注意這個特點，即測量的電壓值=示波器靈敏度(V/DIV) × 屏幕幅度 x 10。

       例如，示波器靈敏度擋為1V/DIV x 屏幕幅度為SDIV x 10，則測量電壓值應(yīng)為50V。注意：在x10擋測量信號波形，必須調(diào)整探頭上的電容器，使方波的頂部平直。

       7.在x1擋測量：在x1擋測量，實際上就是將被測量信號直接送到示波器而沒有衰減。因此，輸入電容量比較大，約為250 pF。測量時必須考慮這個因素。

       示波器探頭的使用

       別看一個示波器探頭很簡單，其實還是很有講究的。以下是prbtek使用示波器探頭的一點小經(jīng)驗，供大家使用時參考一下。

       首先是帶寬，這個通常會在探頭上寫明，多少MHz。如果探頭的帶寬不夠，示波器的帶寬再高也是無用，瓶頸效應(yīng)。

       另外就是探頭的阻抗匹配。探頭在使用之前應(yīng)該先對其阻抗匹配部分進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常在探頭的靠近示波器一端有一個可調(diào)電容，有一些探頭在靠近探針一端也具有可調(diào)電容。它們是用來調(diào)節(jié)示波器探頭的阻抗匹配的。

       如果阻抗不匹配的話，測量到的波形將會變形。調(diào)節(jié)示波器探頭阻抗匹配的方法如下：首先將示波器的輸入選擇打在GND上，然后調(diào)節(jié)Y軸位移旋鈕使掃描線出現(xiàn)在示波器的中間。

       檢查這時的掃描線是否水平(即是否跟示波器的水平中線重合)，如果不是，則需要調(diào)節(jié)水平平衡旋鈕(通常模擬示波器有這個調(diào)節(jié)端子，在小孔中，需要用螺絲刀伸進(jìn)去調(diào)節(jié)。

       數(shù)字示波器不用調(diào)節(jié)。然后，再將示波器的輸入選擇打到直流耦合上，并將示波器探頭接在示波器的測試信號輸出端上(一般示波器都帶有這輸出端子，通常是1KHz的方波信號)，然后調(diào)節(jié)掃描時間旋鈕，使波形能夠顯示2個周期左右。

       調(diào)節(jié)Y軸增益旋鈕， 使波形的峰-峰值在1/2屏幕寬度左右。然后觀察方波的上、下兩邊，看是否水平。如果出現(xiàn)過沖、傾斜等現(xiàn)象，則說明需要調(diào)節(jié)探頭上的匹配電容。用小螺絲刀調(diào)節(jié)之，直到上下兩邊的波形都水平，沒有過沖為止。當(dāng)然，可能由于示波器探頭質(zhì)量的問題， 可能調(diào)不到完全無失真的效果，這時只能調(diào)到ZJ效果了。

       另外就是示波器上還有一個選擇量程的小開關(guān)：X10和X1。當(dāng)選擇X1檔時，信號是沒經(jīng)衰減進(jìn)入示波器的。而選擇X10檔時，信號是經(jīng)過衰減到1/10再到示波器的。

       因此，當(dāng)使用示波器的X10檔時，應(yīng)該將示波器上的讀數(shù)擴(kuò)大10倍(有些示波器，在示波器端可選擇X10檔，以配合探頭使用，這樣在示波器端也設(shè)置為X10 檔后，直接讀數(shù)即可)。當(dāng)我們要測量較高電壓時，就可以利用探頭的X10檔功能，將較高電壓衰減后進(jìn)入示波器。

       另外，X10檔的輸入阻抗比X1檔要高得多，所以在測試驅(qū)動能力較弱的信號波形時，把探頭打到X10檔可更好的測量。

       prbtek提醒大家要注意在不確定信號電壓高低時，也應(yīng)當(dāng)先用X10檔測一下，確認(rèn)電壓不是過高后再選用正確有量程檔測量，養(yǎng)成這樣的習(xí)慣是很有必要的，減少對示波器的損壞。

       經(jīng)常有人提問，為什么用示波器看不到晶振引腳上的波形？一個可能的原因就是因為使用的是探頭的X1檔，這時相當(dāng)于一個很重的負(fù)載(一個示波器探頭使用1檔具有上百pF的電容)并聯(lián)在晶振電路中，導(dǎo)致電路停振了。

       正確的方法應(yīng)該是使用探頭的X10檔。這是使用中應(yīng)當(dāng)注意的，即或不停振，也有可能因過度改變振蕩條件而看不到真實的波形了。

       其實示波器具有什么功能在大程度上取決于示波器探頭的種類，如果你探頭是只能探測電子波動的，那你這臺示波器就只能夠探測電子的活動，或者說你給你的示波器裝上了一個磁場探頭，那么一些通過磁場發(fā)生的物質(zhì)變化，就能夠被你的示波器探測到。

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