示波器探头是如何补偿校准的

示波器探测信号，一般有两种连接方式，第一种是利用同轴电缆把被测信号接到示波器的通道上，第二种是利用探头把测试信号接到示波器的通道上。大部分工程师在做电路调试的过程中，通常需要利用探头把被测信号引到示波器的通道上。

在利用探头探测信号过程中，很多工程师都是拿起示波器就开始直接探测信号，大部分工程师会忘记要对示波器和探头进行补偿校准，最后导致工程师走了很多弯路，测试结果和波形不准确，浪费大量的时间找不到是示波器的问题还是被测电路本身的问题？测试效率大大降低，从而延缓产品研发进度。

示波器探头的基本种类

示波器的探头有电压探头、逻辑探头、电流探头、温度探头、传感器、光电探头等。其中电压探头是工程师使用最多的示波器探头。电压探头分为无源探头和有源探头。有源探头又分：单端探头、差分探头、三模探头等类型。

电压探头：大多数示波器的探头是电压传感器，探头探测和传感的是一个电压信号并传送电压输入到示波器中；

电流探头：被设计为检测通过一根电线的电流，探头变换检测到的电流成为相应的电压信号，然后再将电压信号传送到示波器输入端；

光电探头：检测光功率，并将光信号变换为示波器接收的电压信号；

温度、机械等传感器：用于测量不同的现象；

逻辑探头：用于探测多路并行的数字信号，进行逻辑分析功能。

探头为什么要校准？

示波器探头是把测试信号传送到示波器输入端的连线，示波器连接上探头，它就成为电路的一部分。

探头作为示波器的一个重要组成部分，如何正确使用探头，对测试结果影响非常大。特别是有源探头，目前有源电压探头的带宽最高可达33GHz，有源探头都有放大器，放大器的增益和偏置随着温度和时间老化可能会有漂移，在利用探头探测信号之前，需要对探头进行补偿，通过对探头的校准来补偿探头的漂移，经过探头的补偿校准后，可以提高探头的测试精度，同时可以检查探头的好坏，如果探头有问题，探头补偿就会Fail。

注意：不同型号的探头校准方法可能不一样，本文详细介绍了不同类型探头的校准步骤和操作视频。

如何校准无源电压探头

利用示波器探头去探测被测信号，使用前一定要进行探头补偿校准，使探头与示波器匹配，保证示波器系统的测量精度。下面介绍示波器探头的校准步骤，只要简单的几步即可轻松完成无源探头的补偿校准。建议示波器开机预热30分钟时间后进行探头校准。

老一代P6139无源探头校准步骤

Step1:将无源探头接到示波器通道上；

Step2:将无源探头前端夹住示波器的校准信号和地线；

Step3:按一下示波器的Autoset，观察示波器上的波形，看看是不是标准的方波，如果不是标准的方波，需要利用探头标配工具调整探头上面的电容，在无源探头上有个可调电容旋钮，用螺丝刀拧动，直至标准的方波波形，判断的标准如下图。

新一代TPP系列无源探头校准步骤：

Step1:将无源探头接到示波器通道上；

Step2:将无源探头前端夹住示波器的校准信号和地线；

Step3:点击示波器的通道菜单，点击探头设置，点击补偿探头；

Step4:查看探头补偿后的状态，如果是Pass，说明探头校准合格，如果Fail，说明探头有问题。

有源电压探头补偿原理

有源电压探头的补偿就是对DC增益和偏置校准，利用夹具把输出标准的DC直流电压接到示波器的探头，再把探头接到示波器的通道，示波器测出来的电压和标准电压进行比较，得到校准因子，然后利用校准因子修正探头的DC增益和偏置的偏差。

如何校准有源电压探头

如果利用有源探头去探测信号，使用前要进行探头补偿校准，使探头与示波器匹配，保证示波器系统的测量精度。因此，拿到有源探头，先要补偿校准，有源探头和示波器第一次使用时必需要补偿校准，如果换了示波器的不同通道测量时，也需要校准。建议示波器开机预热30分钟时间后进行探头校准。

Step1:把探头插到示波器的通道上，探头的探测前端和探头校准夹具正确连接，夹具的BNC口通过BNC电缆与示波器的DC Probe Calibration校准输出连接，还需要给探头校准夹具供电，见下图；

Step2:点击示波器中Vertical菜单下的“Probe Cal…”选项，见下图；

Step3:选择对应需要校准的探头所在通道，按下“Compensate Probe”按钮，见下图；

Step4:查看探头补偿后的状态，如果显示"Compensated"状态，说明探头校准合格，如果Fail，说明探头有问题，见下图。

总结

探头作为示波器的一个重要组成部分，如何正确使用探头，对测试结果影响非常大。在利用探头探测信号之前，需要对探头进行补偿校准，提高探头的测试精度。本文详细介绍了不同型号的无源和有源电压探头的校准步骤，保证了测试精度，大大提高测试效率，从而加快产品研发进度。

审核编辑：符乾江