示波器探頭是在測(cè)試點(diǎn)或信號(hào)源和示波器之間建立了一條物理和電子連接；實(shí)際上，示波器探頭是把信號(hào)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(hào)源和示波器輸入之間提供足夠方便優(yōu)質(zhì)的連接。

       探頭通常按測(cè)量對(duì)象進(jìn)行分類，分類如圖1所示。其中，高阻無源探頭、高壓差分探頭和電流探頭是我們熟悉的，接下來做一個(gè)簡要的介紹。

圖1 探頭分類

高阻無源探頭

       從實(shí)際需求來說，帶補(bǔ)償?shù)母咦锜o源電壓探頭使用比例大，可以滿足大多數(shù)的低速數(shù)字信號(hào)、電源和其它的一些典型的示波器使用。

       此類探頭具備較高的輸入電阻（一般1MΩ以上），可調(diào)的補(bǔ)償電容，當(dāng)首次接上示波器時(shí)，一般需要以調(diào)節(jié)棒調(diào)整電容值，以匹配示波器輸入電容，消除低頻或高頻增益。圖2左邊為欠補(bǔ)償波形，中間為正常波形，右邊為過補(bǔ)償波形。

圖2左邊為欠補(bǔ)償波形，中間為正常波形，右邊為過補(bǔ)償波形。

無源探頭補(bǔ)償

       如ZDS2024PLUS標(biāo)配ZP1025S高阻無源電壓探頭，具體參數(shù)如下表：

高壓差分探頭

       首先介紹下差分的概念：差分信號(hào)是互相參考，而非參考接地的信號(hào)。高壓差分探頭實(shí)質(zhì)上是由兩個(gè)對(duì)稱的電壓探頭組成，分別對(duì)地有良好絕緣和較高阻抗，可以在更寬的頻率范圍內(nèi)提供很高的共模YZ比，可將任意間的兩點(diǎn)浮接信號(hào)，轉(zhuǎn)換成對(duì)地的信號(hào)，主要用于開關(guān)電源等行業(yè)測(cè)試，原理圖如圖3所示。

圖3 高壓差分探頭原理

常見高壓差分探頭具體參數(shù)：

電流探頭

       電流探頭是利用霍爾傳感器和感應(yīng)線圈實(shí)現(xiàn)直流和交流電流的測(cè)量，其工作原理是把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，示波器采集電壓信號(hào)，再顯示成電流信號(hào)。

圖4 電流探頭

       電流探頭優(yōu)點(diǎn)是不用斷開供電線就可以進(jìn)行電流測(cè)量，典型應(yīng)用場合是系統(tǒng)功率測(cè)量、功率因子測(cè)量、開關(guān)機(jī)沖擊電流波形測(cè)量等。主要缺點(diǎn)在于其小電流的測(cè)量能力受限于示波器的底噪聲，所以小電流測(cè)量能力有限。

2. 如何選擇合適的探頭？

      以上對(duì)一些常見的探頭進(jìn)行了簡要的介紹，那么應(yīng)該如何選取一款合適的探頭呢？該關(guān)注探頭的哪些參數(shù)呢？

      1.阻抗匹配：探頭的輸入阻抗要與所用示波器的輸入阻抗匹配，以減小對(duì)被測(cè)電路的負(fù)載作用。對(duì)于低輸入阻抗的示波器，應(yīng)選擇有源探頭或50Ω輸入阻抗的探頭；對(duì)于高輸入阻抗的示波器，應(yīng)選擇×10的探頭。例如示波器的輸入阻抗是1MΩ/10pF，探頭輸入阻抗是10MΩ/1pF，這樣的探頭既有10倍的信號(hào)衰減，對(duì)被測(cè)信號(hào)的負(fù)載小，又能與示波器輸入阻抗匹配。

       2.帶寬：探頭的帶寬要等于或大于示波器的帶寬。若觀察純正弦信號(hào)，探頭帶寬等于被測(cè)信號(hào)頻率的*高值即可；若觀察非正弦信號(hào)，探頭帶寬應(yīng)容納被測(cè)信號(hào)的基波和*重要諧波分量。

       3.上升時(shí)間：為精確地測(cè)量脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間，系統(tǒng)的上升時(shí)間（即示波器和探頭上升時(shí)間之和）應(yīng)比被測(cè)信號(hào)上升時(shí)間快3-5倍。

       所以為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，要求探頭對(duì)被測(cè)電路的影響*小，且保持*大的信號(hào)保真度傳送至示波器。若探頭以任何方式改變信號(hào)或被測(cè)電路運(yùn)行方式，示波器會(huì)看到實(shí)際信號(hào)的失真結(jié)果，進(jìn)而可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果，或者誤導(dǎo)性的測(cè)量結(jié)果。只有與示波器和被測(cè)電路都匹配良好的探頭才是您的*佳選擇！

泰克MSO2000B和DPO2000B系列示波器一個(gè)主要的應(yīng)用是調(diào)試串行總線。在所有電子器件設(shè)計(jì)工程師中，大約有60%的工程師在日常設(shè)計(jì)和調(diào)試事務(wù)中要處理串行總線。這時(shí)就學(xué)要有一個(gè)產(chǎn)品來幫助他們選擇性地從串行流中捕獲數(shù)據(jù)，然后分析分組內(nèi)容和其他相關(guān)信號(hào)。

在串行總線結(jié)構(gòu)中，一條信號(hào)路徑可以傳送地址信號(hào)、控制信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)。MSO2000B和DPO2000B系列示波器提供了一個(gè)理想的平臺(tái)，可以從當(dāng)前某些Z常用的低速串行總線中采集和分析信號(hào)，包括I2C, SPI, RS-232, CAN和LIN。MSO2000B和DPO2000B系列示波器的基本帶寬、采樣率、記錄長度和通道數(shù)量完全可以勝任這一工作。而Z重要的是，某些duchuang的新功能使得串行調(diào)試工作變得更加簡單。

圖一DPO2000B

圖二MSO2000B

串行總線調(diào)試由多個(gè)步驟組成：觸發(fā)指定的串行事件；解碼該事件，編譯內(nèi)容；搜索其他發(fā)生事件或感興趣事件的數(shù)據(jù)。

MSO2000B和DPO2000B系列示波器通過下述duchuang功能，為串行總線調(diào)試帶來全新變革：

一、觸發(fā)串行分組內(nèi)容。

二、自動(dòng)解碼和顯示分組，以用戶能讀懂的、簡單通俗的格式提供數(shù)據(jù)來顯示內(nèi)容(如二進(jìn)制、十六進(jìn)制)。

三、事件表：以表格方式查看捕獲的所有分組，在很大程度上與邏輯分析儀上顯示的信息類似。

四、整體數(shù)據(jù)搜索功能，找到和標(biāo)記各個(gè)串行事件，在1M標(biāo)配波形內(nèi)存中加快點(diǎn)到點(diǎn)導(dǎo)航速度。

觸發(fā)——diyi步，輕松實(shí)現(xiàn)

在調(diào)試過程中，通常必須確認(rèn)某個(gè)串行分組已經(jīng)通過總線生成或發(fā)送。分組包含嵌入式數(shù)據(jù)值和其他消息。常用的示波器功能如狀態(tài)觸發(fā)或碼型觸發(fā)不適用這一目的，它們是為多條通道上的并行數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的。這就需要一種可以對(duì)串行流內(nèi)容作出響應(yīng)的觸發(fā)功能。

在配備選配的DPO2EMBD I2C和SPI應(yīng)用模塊、DPO2COMP RS-232/422/485/UART模塊和/或DPO2AUTO CAN和LIN模塊時(shí)，MSO2000B和DPO2000B系列將對(duì)用戶指定的觸發(fā)條件作出響應(yīng)，包括串行數(shù)據(jù)內(nèi)容、地址開始和結(jié)束消息等等。

觸發(fā)有兩種直接效應(yīng)。diyi，儀器采集事件及其前后的事件，容量高達(dá)1M樣點(diǎn)。第二，觸發(fā)證實(shí)發(fā)生了指定的事件。

泰克MSO2000B和DPO2000B系列示波器包括一對(duì)前面板“Bus”按鈕(B1和B2)，加快了串行分析速度。事實(shí)上，每個(gè)按鈕為每種特定類型的串行總線選擇預(yù)置值。通過分別定義哪些通道接收時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，以及決定兩種二進(jìn)制狀態(tài)(1和0)的門限，工程師們就能以此創(chuàng)建預(yù)置值。這一設(shè)置自動(dòng)保存，通過簡單地調(diào)用相應(yīng)的Bus按鈕，在以后仍可以重新使用這一設(shè)置(除非被重寫)。工程師不再需要重復(fù)處理多個(gè)內(nèi)嵌菜單或?yàn)榇锌偩€設(shè)置門限。在設(shè)置采集串行數(shù)據(jù)時(shí)，Bus按鈕節(jié)約了時(shí)間，特別是在調(diào)試一條以上的總線配置時(shí)。

Busforms的優(yōu)點(diǎn)

串行分組波形在示波器顯示屏上作為一串1和0值顯示。通過跟蹤時(shí)鐘邊沿及相關(guān)二進(jìn)制數(shù)據(jù)值來解碼這些信息非常麻煩，而且容易出錯(cuò)，但許多工程師一直不得不通過這種方式編譯其串行數(shù)據(jù)采樣。

泰克MSO2000B和DPO2000B系列示波器自動(dòng)解碼I2C、SPI、RS-232/422/485/UART、CAN和LIN總線的二進(jìn)制分組。顯示畫面不僅能顯示波形，還能顯示獨(dú)特的busform視圖。Busform視圖由業(yè)內(nèi)lingxian的泰克邏輯分析儀平臺(tái)演進(jìn)而來，是由符號(hào)包絡(luò)構(gòu)成的一條軌跡，這些符號(hào)包絡(luò)與波形視圖上的分組成分對(duì)準(zhǔn)。但是busform并不是單獨(dú)的1和0二進(jìn)制脈沖，而是包含一個(gè)表示解碼的分組成分的十六進(jìn)制、十進(jìn)制或ASCII 值(如果愿意，可以選擇二進(jìn)制格式)。

這樣，工程師們可以一目了然地查看總線上發(fā)生的情況，而沒有冗長、麻煩的手動(dòng)解碼流程。同樣，還能顯示其他重要的事件和取值的符號(hào)，包括：開始事件，結(jié)束事件，標(biāo)識(shí)符事件，地址事件(包括讀或?qū)憼顟B(tài))，數(shù)據(jù)及許多其他事件(視標(biāo)準(zhǔn)而定)。事實(shí)上，泰克MSO2000B和DPO2000B系列示波器完成了此前一直“用手”完成的工作，而且只需幾秒就可以完成。

除此之外，泰克MSO2000B和DPO2000B還提供了另一個(gè)節(jié)約時(shí)間的解碼視圖：事件表。它以表格格式表示解碼的內(nèi)容，每個(gè)項(xiàng)目都帶有一個(gè)時(shí)戳。它包括整個(gè)采集。因此，可以簡便地查看總線上每個(gè)單個(gè)事件，同時(shí)在消息之間簡便地進(jìn)行定時(shí)測(cè)量。泰克MSO2000B和DPO2000B系列示波器可以對(duì)支持的任何串行總線生成事件表。還可以導(dǎo)出事件表，在PC上進(jìn)一步進(jìn)行分析。

一旦采集完成，通常必需查看整個(gè)記錄，以全面調(diào)試問題，其可能要高達(dá)1M樣點(diǎn)。即使是由示波器解碼每個(gè)分組，手動(dòng)查看采集中每個(gè)分組可能會(huì)需要很長的時(shí)間。較好的解決方案是擁有一個(gè)工具，自動(dòng)搜索現(xiàn)有的采集數(shù)據(jù)，找到滿足用戶指定標(biāo)準(zhǔn)的事件。

泰克示波器MSO2000B和DPO2000B的duchuang功能，為串行總線調(diào)試帶來全新變革，為廣大電子工程師提供功能更強(qiáng)大的測(cè)試產(chǎn)品，更完善的測(cè)試體驗(yàn)。安泰測(cè)試作為西北Z專業(yè)的測(cè)試儀器服務(wù)商，我們與泰克廠家一起為廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、專業(yè)的技術(shù)服務(wù)。