什么是探头？

从本质上看，在测试点或信号源和示波器之间需要建立了一条物理和电子连接。根据测量需求，

这一连接可能会非常简单，如使用一条长一点的导线；也可能会非常复杂。

示波器探头是把信号源连接到示波器输入上的某类设备或网络。

不管探头实际上是什么，它必须在信号源和示波器输 入之间提供足够方便优质的连接 。探头是示波器与被测物的桥梁，没有这座桥梁，示波器就无法读取被测物的信息。

探头的相关电缆为什么不能短点？

为进行示波器测量，首先必须能够在物理上把探头连接到测试点。为实现这一点，大多数探头至

少一两米 长的相关电缆。这一探头电缆使示波器能够保持在手推车或工作台的固定位置上，同时探头在被测电路的测试点之间移动。但这在一定程度上影响了方便性。探头电缆降低了探头带宽；电缆越长，下降的幅度越大。

除电缆长度外，大多数探头还有一只探头头部或手柄及一只探头尖端。探头头部可以固定探头，

用户则可以移动探头尖端，与测试点接触。通常这一探头尖端 采用弹簧支撑的挂钩形式，可以把探头实际连接到测试点上。

在物理上把探头连接到测试点还会在探头尖端和示波 器输入之间建立了一条电气连接。为获得可用的测量结果，把探头连接到电路时，必须使其对电路操作的影响降到最小，探头尖端的信号必须通过探头头部和电缆以足够的保真度传送到示波器的输入。

 图 1 探头是在示波器和测试点之间构成物理连接和电气连接的设备

 图 2大多数探头由探头头部、探头电缆和补偿设备或其它信号调节网络组成

什么是理想的探头？

绝对的信号保真度理想的探头应以绝对的信号保真度，把任何信号从探 头尖端传送到示波器输入上。换句话说，探头尖端上发生的信号应逼真地复现在示波器输入上。

为实现绝对保真度，从探头尖端到示波器输入的探头 电路必须拥有零衰减、无穷大的带宽及在所有频率中 实现线性相位。这些理想要求在实践中不仅是不可能 实现的，也是不可行的。例如，在处理音频频率信号 时，没有人会需要带宽无穷大的探头或示波器。在500MHz就能涵盖大多数高速数字、电视和其它典型 示波器应用时，也不需要无穷大的带宽。

连接容易方便、零信号源负荷、抗击噪声能力也是理想探头应该具备的条件。

连接容易方便：对微型电路，如高密度表面封装技术(SMT)，通过微型探头头部及为SMT设备设计的各种探头尖端适配器，可以提高连接的容易性和方便性。但是，这些探头在工业电力电路等应用中实际使用时太小了，在这些应用中，通常使用高压线和大号线。在电力应用中，要求使用具有更高安全余量、在物理上更大的探头。

从这些物理连接实例中，可以明显看出，并没有一种理想的探头规格或配置可以适用于所有应用。正因如此，业内已经设计出各种探头规格和配置，以满足各种应用的物理连接要求。

零信号源负荷：测试点后面的电路可以视作一种信号源模型。连接到测试点的任何外部设备，如探头，都会在测试点后面信号源上表现为额外的负荷。

在从电路（信号源）吸收信号电流时，外部设备作为负荷操作。这一负荷或吸收的信号电流会改变测试点 后面的电路，进而改变测试点上看到的信号。

理想的探头导致的信号源负荷为零。换句话说，它不会从信号源吸收任何信号电流。这意味着为使吸收的电流为零，探头必须具有无穷大的阻抗，从而在本质上对测试点表示为开路。

在实践中，零信号源负荷的探头是不能实现的。这是因为探头必须吸收少量的信号电流，以在示波器输入上形成信号电压。结果，在使用探头时预计将产生一定的信号源负荷。但是，我们的目标应一直是通过正确选择探头，最大限度地降低负荷数量。

全面抗噪声能力：荧光灯和风扇马达是我们的周围环境中存在的众多电 子噪声源的两种来源。这些噪声源会在附近的电气电缆和电路上引起噪声，进而导致在信号中增加噪声。由于容易受到感应的噪声影响，一段简单的导线是示 波器探头的次优选择。

理想的示波器探头要能够全面抗击所有噪声源。结果， 与测试点上的信号出现的噪声相比，传送到示波器上的信号不会产生更多的噪声。

在实践中，使用屏蔽可以使探头对大多数常用信号电平实现高级抗噪声能力。但是，对某些低电平信号，噪声仍可能是一个问题。在实践中，共模噪声会给差分测量带来问题。

理想的探头导致的信号源负荷为零。换句话说，它不会从信号源吸收任何信号电流。这意味着为使吸收的电流为零，探头必须具有无穷大的阻抗，从而在本质上对测试点表示为开路。

在实践中，零信号源负荷的探头是不能实现的。这是因为探头必须吸收少量的信号电流，以在示波器输入上形成信号电压。结果，在使用探头时预计将产生一定的信号源负荷。但是，我们的目标应一直是通过正确选择探头，最大限度地降低负荷数量。

全面抗噪声能力

荧光灯和风扇马达是我们的周围环境中存在的众多电子噪声源的两种来源。这些噪声源会在附近的电气电缆和电路上引起噪声，进而导致在信号中增加噪声。由于容易受到感应的噪声影响，一段简单的导线是示波器探头的次优选择。

理想的示波器探头要能够全面抗击所有噪声源。结果，与测试点上的信号出现的噪声相比，传送到示波器上的信号不会产生更多的噪声。

在实践中，使用屏蔽可以使探头对大多数常用信号电平实现高级抗噪声能力。但是，对某些低电平信号，噪声仍可能是一个问题。在实践中，共模噪声会给差分测量带来问题，我们在后面将对此进行讨论。

图3 业内为不同的应用技术和测量需求提供了各种探头

a.探测SMT设备

b.高压探头

c.夹子式电流探头

转载于泰克科技《关于探头的那些问号》