無源探頭與有源探頭優(yōu)缺點
使用各種不同的數(shù)字示波器進行相關(guān)電氣信號量的測量,測量的時候都需要與示波器相匹配的探頭,與示波器相匹配的探頭種類也非常多,包括無源探頭(包括高壓探頭,傳輸線探頭)、有源探頭(包括有源單端探頭、有源差分探頭等),電流探頭、光探頭等等。
每個類型探頭都有各自的優(yōu)缺點,因而每個探頭都有其適用的場合。
一、無源探頭
每個工程師使用示波器的入門級探頭通常是無源探頭。無源探頭由導(dǎo)線和連接器制成,在需要補償或衰減時,還包括電阻器和電容器。探頭中沒有有源器件(晶體管或放大器),因此不需為探頭供電。

無源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數(shù)-1X、10X和 100X。在這些無源探頭中,10X無源電壓探頭是最常用的探頭,也是通常作為示波器標準附件提供的探頭類型。
對信號幅度是1V峰峰值或更低的應(yīng)用,1X探頭可能要比較合適,甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信號混合(幾十毫伏到幾十伏)的應(yīng)用中,可切換1X/10X探頭要方便得多。但要記住,可切換 1X/10X探頭在本質(zhì)上是一個產(chǎn)品中的兩個不同探頭,不僅其衰減系數(shù)不同,而且其帶寬、上升時間和阻抗 (R和C)特點也不同。結(jié)果,這些探頭不能與
示波器的輸入完全匹配,不能提供標準10X探頭實現(xiàn)的最優(yōu)性能。大多數(shù)無源探頭是為用于通用示波器而設(shè)計的,因此其帶寬范圍一般在小于100MHz到500MHz或更高的帶寬之間。
但是,有一種特定類型的無源探頭提供了高得多的帶寬,其稱為50歐姆探頭、Zo探頭和分壓器探頭。這些探頭是為用于50歐姆環(huán)境中而設(shè)計的,這些環(huán)境一般是高速設(shè)備檢定、微波通信和時域反射計(TDR)。這些應(yīng)用使用的典型50歐姆探頭擁有幾千赫茲的帶寬和100皮秒或更快的上升時間。
(1)無源探頭優(yōu)點::
一般是最堅固、最經(jīng)濟實惠的探頭,它們不僅使用簡便,而且使用廣泛;電壓動態(tài)范圍大、物理性能和電氣性能強健、適合瀏覽設(shè)計。
(2)無源探頭缺點
電容負荷大、沒有足夠的帶寬、受地線影響、探頭尖端不夠尖(且尖端容易損壞)、很難連接表面貼裝器件。
二、有源探頭
有源探頭包含或依賴有源器件操作,如晶體管。最常見的情況下,有源器件是場效應(yīng)晶體管 (FET)。FET 輸入的優(yōu)勢是,它提供了非常低的輸入電容,一般為幾皮法拉,最低不到 1 皮法拉。這種超低電容可以實現(xiàn)用戶希望的多種效應(yīng)
(1)有源探頭優(yōu)點
因具有帶寬高,輸入電容小,地環(huán)路小等優(yōu)點從而被廣泛使用在高速數(shù)字量測領(lǐng)域。
(2)有源探頭不足
有源探頭的價位高,動態(tài)范圍小,靜電敏感,校準比較麻煩。
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