如何确定选择有源探头还是无源探头?

探测对于进行高质量的示波器测量至关重要，而探头通常是示波器测量链中的第一个环节。如果探头性能不足以满足您的应用要求，您将在示波器上看到失真或误导性信号。为您的应用选择合适的探头是进行可靠测量的第一步。如何使用探头也会影响您进行准确测量和获得有用测量结果的能力。在本应用说明中，您将找到八个有用的提示，帮助您为您的应用选择合适的探头，并让您的示波器探测更好。以下探测技巧将帮助您避免最常见的探测陷阱。

提示 #1—被动探测还是主动探测?

提示 #2 – 使用两个探针进行探针负载检查

提示 #3 – 使用前补偿探头

提示 #4 – 高灵敏度、宽动态范围电流测量

提示 #5 – 使用差分探头进行安全的浮动测量

提示 #6 – 检查共模抑制

提示 #7 – 检查探头耦合

提示 #8 – 抑制共振

今天，我们先来了解下第一个提示，如何确定选择被动探测还是主动探测?

提示1：被动探测还是主动探测?

对于通用的中低频(小于 600 MHz)测量，无源高阻抗电阻分压器探头是不错的选择。这些坚固且价格低廉的工具提供宽动态范围(大于 300 V)和高输入电阻，以匹配示波器的输入阻抗。但是，它们施加的电容负载较大，并且带宽低于低阻抗 (z0) 无源探头或有源探头。总而言之，高阻抗无源探头是大多数模拟或数字电路通用调试和故障排除的绝佳选择。

对于需要在宽频率范围内保持精度的高频应用(大于 600 MHz)，有源探头是最佳选择。它们比无源探头成本更高，输入电压也有限，但由于其电容负载明显较低，因此可以更准确地洞察快速信号。

在图1-1中，我们看到从600MHz范围(Keysight Technologies,Inc.DSO 9064A)测量的信号有500psec上升时间的屏幕截图。左边是Keysight N2873A500 MHz无源探头，用于测量该信号。在右侧，Keysight N2796A2 GHz单端有源探头用于测量相同的信号。黄色痕迹显示的是探测前的信号，在两种情况下是相同的。绿色的轨迹显示了探测后的信号，这与探头的输入相同。紫色的痕迹显示被测信号，或探头的输出。

图1-1：测量具有600ps上升时间信号的无源探头和有源探头的比较。

左图:Keysight N2873A 500 MHz无源探头，带15厘米鳄鱼接地引线

-信号加载，现在有740秒差距

-探头输出包含谐振并测量1.4nsec边缘

右图:Keysight N2796A 2 GHz有源探头，带1.8厘米地面铅

-信号不受探头影响，仍有630 ps的边缘

-探头输出匹配信号并测量555 psec

无源探头通过其输入电阻、电感和电容(绿色迹线)向下加载信号。您可能希望示波器探头不会影响被测设备(DUT)中的信号。然而，在这种情况下，无源探头确实对被测器件有影响。探测信号的上升时间变为4 ns，而不是预期的600 psec，部分原因是探测器的输入阻抗，但也由于其在测量500MHz的带宽有限。一个583兆赫的信号(0.35/600即583兆赫)。被动探头的感应和电容效应也导致探头输出的过冲和撕裂效应(紫色痕迹)。有些设计师并不关心这个量的测量误差。对于其他人来说，这种测量误差是不可接受的。

我们可以看到，当我们把一个主动探头(如Keysight的N2796A2GHz主动探头)连接到DUT时，信号实际上是不受影响的。被探测后的信号特性(绿色轨迹)与未被探测的信号特性(N2796A2GHz轨迹)几乎相同。此外，信号的上升时间不受保持在555ps的探针的影响。此外，主动探针的输出(绿色轨迹)与探测到的信号(紫色轨迹)匹配，并测量预期的600psec上升时间。使用1156A主动探针的2GHz带宽、优异的信号保真度和低探针负载使这成为可能。

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审核编辑 黄宇