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本文介紹了如何選擇示波器探頭來捕獲高速信號：

隨著硅器件處理能力的大幅提升，無論是設計計算機系統(tǒng)、新一代半導體產(chǎn)品還是通訊系統(tǒng)， 工程師們都要應對日益提高的信號速率。為使高速器件更高效地處理數(shù)據(jù)，他們通過不懈努 力，發(fā)明了可以增加外部總線帶寬的技術，能夠在電路板器件之間通過背板或電纜傳輸大量 數(shù)據(jù)。

提高信號頻率是一種增加總線帶寬的方法。因為提高信號頻率能夠減少數(shù)字信號的上升時間。性能較差的示波器探頭會導致這些具有迅速上升時間的信號的測量波形上出現(xiàn)過沖和振鈴。 工程師們必須確定設計中是否包含這些異常因素，以及是否由測量系統(tǒng)引起。

在高速傳輸數(shù)據(jù)時，示波器探頭與被測電路接觸會引起寄生效應，從而導致被測波形出現(xiàn)嚴重異常。此外，探頭還有可能給電路增加負載，導致信號發(fā)生顯著變化或破壞。所以，充分了解示波器探頭對被測電路和被測波形有何影響，將會明顯改進測量結果。

示波器探頭輸入阻抗

示波器設計師們已在提高采樣率、帶寬和精度方面取得了巨大進步。為了使示波器在特定應用中達到最佳使用性能，必須謹慎選擇和操作探頭。但實際上經(jīng)常會忽視附件的重要性。探頭是被測電路和示波器之間的主要連接工具。它即能影響測量結果，也會影響到被測電路的工作。

當探頭與被測電路連接時，相當于在該電路上添加了一個負載。該探頭負載會消耗額外的信號源電流，改變測試點之后的電路的工作情況，從而使測量信號發(fā)生變化。

若要獲得精確的測量結果，探頭必須捕獲信號并提供最真實的信號顯示，在其頻率范圍內(nèi)不能增添額外的負載，或使信號源發(fā)生變化。實際上，所有的探頭都會給被測電路添加一個復雜的負載（見圖 1）。因此，選擇探頭時要將該負載值限制在可以接受的范圍之內(nèi)。

探頭技術指標列出了輸入阻抗和電容。這兩者結合示波器選用，可以改變被測電路并給其添加負載。電容器在低頻工作時，相當于一個開路電路，此時直流電阻成為形成電路負載的主要因素。電阻負載是探頭負載中影響最小的因素，因為它不會產(chǎn)生非線性的電路特性。

雖然低阻抗探頭泄漏的電流過多會引起非線性響應或中斷電路工作，但目前使用的低壓、高速信號探頭已基本上解決了這個問題。例如 In? 探頭、/96A 或 1156A/57A/58A。

圖 1. 示波器探頭的簡易輸入阻抗模型（包含電阻、電容和電感分量）。

示波器探頭輸入阻抗

假設信號源阻抗是電阻，探頭的電阻分量會形成分壓器（由電路輸出阻抗和探頭輸入阻抗組成），這可以降低測量信號的電壓幅度但不改變其形狀（見圖 2）。探頭電阻相對于信號源阻抗越小，探頭負載所減少的測量波形電壓幅度就越多。此外，探頭阻抗相對于電路阻抗越小，流入探頭的電流就越大，對電路產(chǎn)生不良影響的幾率就越高。