探測(cè)技術(shù)對(duì)于高質(zhì)量的示波器測(cè)量至關(guān)重要，而示波器探頭通常是示波器測(cè)量鏈中的第一環(huán)。如果探頭的性能不足，就會(huì)在示波器上看到失真信號(hào)或誤導(dǎo)信號(hào)。為您的應(yīng)用選擇恰當(dāng)?shù)奶筋^是進(jìn)行可靠測(cè)量的第一步。如何使用探頭也會(huì)影響您進(jìn)行精確測(cè)量的能力，以至于影響您獲得有用的測(cè)量結(jié)果。
如何提高示波器探測(cè)能力?
1.選擇無(wú)源探頭還是有源探頭?
對(duì)于中低頻(小于 600-MHz)測(cè)量來(lái)說(shuō)，無(wú)源高阻抗探頭是很好的選擇。這些探頭堅(jiān)固耐用且價(jià)格經(jīng)濟(jì)，具有寬動(dòng)態(tài)范圍(大于 300 V)和高輸入阻抗，從而和示波器的輸入阻抗相匹配。不過(guò)，和低阻抗(z0)無(wú)源探頭或有源探頭相比，無(wú)源探頭具有更高的電容負(fù)載，而且?guī)捿^低。總之，對(duì)于絕大多數(shù)模擬或數(shù)字電路的通用調(diào)式和故障診斷來(lái)說(shuō)，高阻抗無(wú)源探頭都是一個(gè)極好的選擇。
對(duì)于在寬頻范圍上(大于 600 MHz)需要進(jìn)行精確測(cè)量的高頻應(yīng)用來(lái)說(shuō)，最好選用有源探頭。有源探頭比無(wú)源探頭價(jià)格較高，并且其輸入電壓有限，但是由于它們的電容負(fù)載顯著降低，因而能使您更精確地觀察快速信號(hào)。
2.使用雙探頭檢查探頭負(fù)載
探測(cè)電路之前，先將一個(gè)探針連接到電路上的一點(diǎn)，然后再將第二個(gè)探頭連接到同一點(diǎn)。在理想狀況下，您應(yīng)看到信號(hào)無(wú)任何變化。如果信號(hào)產(chǎn)生變化，這個(gè)變化是由探頭負(fù)載引起的。
在理想狀況下，示波器采用無(wú)擾線(具有無(wú)限的輸入電阻、零電容和零電感)連接到被測(cè)電路，它能對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行精確復(fù)制。但在現(xiàn)實(shí)世界中，探頭是測(cè)量的一部分，它會(huì)向電路加載負(fù)載。
3.使用前的探頭補(bǔ)償
大多數(shù)探頭在設(shè)計(jì)時(shí)都和特定示波器型號(hào)的輸入相匹配。不過(guò)，各個(gè)示波器之間也是略有差別，甚至在同一示波器的不同輸入通道之間也有差別。所以在將探頭連接到示波器的輸入端之前，一定要確保首先檢查探頭補(bǔ)償，因?yàn)榇颂筋^先前可能已經(jīng)過(guò)調(diào)整以便和不同的輸入相匹配。
4.低電流測(cè)量技巧
隨著當(dāng)前電池供電設(shè)備和集成電路變得越來(lái)越注重環(huán)保和高能效，工程師迫切需要高靈敏度的低電平電流測(cè)量能力，以確保電流消耗處于可接受的范圍之內(nèi)。需要精確測(cè)量功耗的主要應(yīng)用是無(wú)線移動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)類電子產(chǎn)品等使用電池供電的應(yīng)用。為了盡量延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間，工程師需要最大限度降低產(chǎn)品在整個(gè)使用壽命中的功耗。功率定義為 P = V x I。降低設(shè)備功耗的主要方法是在電源電壓固定不變的情況下，減少設(shè)備的平均電流消耗。
5.使用差分探頭進(jìn)行安全浮置測(cè)量
示波器用戶經(jīng)常需要進(jìn)行浮置測(cè)量。在這種測(cè)量中，任何測(cè)量點(diǎn)都不能潛在接地。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)示波器測(cè)量時(shí)，探頭連接到信號(hào)點(diǎn)，探針接地引線連接到電路接地，此時(shí)，示波器實(shí)際測(cè)量的是測(cè)試點(diǎn)和接地之間的信號(hào)差。大多數(shù)示波器都將其信號(hào)接地終端(或 BNC 接口的外殼)連接至防護(hù)接地系統(tǒng)。
6.檢查共模抑制
探測(cè)時(shí)最易產(chǎn)生誤解的問(wèn)題之一是共模抑制可能會(huì)影響測(cè)量質(zhì)量。無(wú)論是單端探頭還是差分探頭，將兩個(gè)探針均連接到被測(cè)件的接地，然后觀察屏幕上是否有任何信號(hào)顯示都是值得的。
7.檢查探頭耦合
在將探頭連接至信號(hào)時(shí)，用手抓住探頭電纜并繞圈移動(dòng)。如果屏幕上的波形發(fā)生嚴(yán)重改變，那就說(shuō)明能量就已耦合到探頭屏蔽，產(chǎn)生了這個(gè)改變。通過(guò)使用探頭電纜上的磁芯來(lái)降低電纜屏蔽的共模噪聲電流可能有助于提高探測(cè)精度。探頭電纜上的磁芯會(huì)生成一系列的阻抗與導(dǎo)體中的電阻并聯(lián)。增加探頭電纜的磁芯對(duì)信號(hào)幾乎沒(méi)什么影響，因?yàn)樾盘?hào)通過(guò)中心導(dǎo)體的核心并沿著屏蔽的核心返回，致使沒(méi)有凈信號(hào)電流經(jīng)過(guò)核心。
8.阻尼諧振
探頭性能受到探頭連接的高度影響。由于設(shè)計(jì)中信號(hào)速度的提升，您在連接示波器探頭時(shí)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更多過(guò)沖、振蕩和其他擾動(dòng)。探頭會(huì)在與器件的連接位置形成一個(gè)諧振電路。如果諧振位于示波器探頭帶寬內(nèi)，確定測(cè)量擾動(dòng)源于電路或是探頭將變得十分困難。如果您必須在探針上添加電線以便在狹窄的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，可在探針上放置一個(gè)電阻器以阻尼添加電線的諧振。
