近来，有读者问“为什么示波器厂商把放大器放在探头顶级，而不在示波器内？”将放大器放在探头可最大极限地下降探头和线缆对信号形成的损耗，但这是怎么完成的？要了解怎么及为什么，咱们需求对探头和输入阻抗有一根本了解。
示波器探头将示波器的输入连接到要丈量的电压节点。传统上，常用的探头分为三种类型：高阻抗无源探头、低容抗传输线探头和有源探头。
最常见的探头类型是高阻抗无源探头。图1是其简化示意图。该探头运用经补偿的分压器(电阻和电容匹配的分压器)以驱动探头线缆和示波器输入电容。这些探头有500MHz额外带宽，但你应考虑由输入电容所带来的约束。
图1：选用电容和电阻匹配的分压器的高阻无源探头。
示波器的输入电容或许在15~25pF之间。同轴电缆每英尺的电容约在10pF~30pF。所以其总电容或许约为80pF。因而，简略地用屏蔽线缆将示波器连接到DUT(被测设备)将会把此电容加载在丈量电路。在10MHz时，阻抗约为200Ω，这就或许明显下降你企图丈量的电压幅值。
咱们可通过运用电容性补偿分压器将被测信号分压10倍的方法来添加此输入阻抗。这种补偿分压器将使探头针尖具有最小9pF的电容、带来10倍衰减，使探头负载阻抗添加了约10倍。添加探头衰减倍数，可进一步下降输入电容，但这样做将下降进入示波器的信号幅值，并使小信号丈量变得困难或不或许。在实践中，10倍衰减在信号起伏和加载阻抗之间表现出杰出平衡。
但在更高频率，即使是这样的低电容探头也仍是太大了。在500MHz，9pF探头电容的等效阻值约35Ω，除最低阻抗电路外，将对一切被测电压产生影响。
若将同轴线缆换为传输线，则可大幅下降输入电容。假如示波器的终端电阻为50Ω，则电缆探头端的阻抗将总是50Ω，与频率无关。可运用分压器加大这一十分低的负载阻抗；一个450Ω串联电阻将把被测电压幅值缩小10倍，并得到500Ω相对稳定的负载阻抗。选用带终端电阻的低电容或传输线探头(图2)。
图2：传输线探头大幅下降输入电容，但它也下降了输入电阻，然后下降了全体阻抗。
端接传输线探头的输入电容适当低，典型值最高零点几个pF。这种探头的约束要素是低输入电阻。对10倍衰减探头来说，500Ω的输入电阻，也会对被测电路形成很大影响。
这就使咱们天然想到有源探头(图3)。有源探头选用补偿分压器驱动放大器。该放大器的缓冲输出再驱动以其特性阻抗端接(terminated)的同轴电缆，就像传输线探头。该放大器还将探头与电缆的电容性负载和示波器的输入电路阻隔开来。
图3：50Ω带缓冲输入驱动的传输线有源探头。
有源探头仍需求低输入电容，在探头顶级的小几许形状内，能够简单做到这点。能够规划出输入电容约为4pF的高阻抗缓冲放大器。约10倍衰减的补偿分压器将进一步下降输入电容以及答应更大的输入电压摆幅，其输入电容约为0.4pF。在实际中，放大器需求输入保护装置，此举将加大探头顶级金属的杂散电容，所以0.5pF到4pF的输入电容是比较实际的。
图4显示出上述评论的三种探头其作为频率函数的输入阻抗(依据特定的输入电阻和%&&&&&%)。在无源探头500MHz的频率上限，其输入阻抗仅为34Ω。在相同频率：传输线探头的输入阻抗为359Ω；有源探头的为530Ω。该容性阻抗将会加载到被测信号上。
图4：与被迫和传输线探头比，有源探头可在最宽的带宽内使输入阻抗最大化。
