本文咱们将会集评论无源电压探头的模型和参数设定以及运用校准原理。
看下文之前，咱们有必要知道为什么要用这类探头，比如说X10，X100,X1000之类的探头。这就需求了解示波器探头负载效应。
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探头负载效应探头的负载效应简略来说便是在你用探头测电路中的其间两点的波形时，相当于在这两点中接入了一个负载，而这个负载的巨细，直接影响电路的状况，形成丈量成果的不正确性。
有些示波器探头里没有串联的电阻，这类探头首要就由一段电缆和一个测验头构成，因而，在其有用带宽之内，探头对信号没有衰减效果。这类探头称为1：1或X1探头。因为这类探头在测验点处将其自身的电容（包含电缆的电容）与示波器的输入阻抗连在了一同，所以这种探头具有负载效应。见图2。
当信号频率升高时，探头的容性负载效应就变得愈加明显。因为电缆的类型和长度的不同以及探头自身结构等原因，1：1探头的输入电容一般能够从大约35pF到100pF以上，这等于给被测电路施加了一个低阻抗负载，具有47pF输入电容1：1探头在20MHz之下的电抗仅为169W，这就使得这个探头在此频率无法运用。
咱们能够在探头中添加一个和示波器输入阻抗相串联的阻抗，用这种方法就能够减小探头的负载效应。但是，这就意味着输入电压不能彻底加到示波器的输入端，因为咱们现在现已引进了一个电阻分压结构。图3给出了电阻分压的探头等效电路，Rp和Rs构成了一个10：1的分压器，Rs为示波器的输入阻抗。调理补偿电容C3使得探头和示波器通道RC乘积相匹配，这样就能确保在探头的顶级取得正确的频率响应曲线，而且这种探头的频率响应比1：1探头频率响应要宽得多。
二、10倍无源探头的模型以及输入负载设定
图1. 探头原理图
图1是工程师常用的10倍无源电压探头的原理图，其间，Rp (9 MΩ)和Cp坐落探头顶级内，Rp为探头输入阻抗, Cp为探头输入电容, R1 (1 MΩ)表明示波器的输入阻抗，C1表明示波器的输入电容和同轴电缆等效电容以及探头补偿箱电容的组合值。为了精确地丈量，两个RC时刻常量（RpCp和R1C1）有必要持平；任何不平衡都会带来丈量波形的失真,历来引起使一些参数如上升时刻、起伏的丈量成果不精确。因而，在丈量前需求校准示波器的探头的作业以确保丈量成果的精确性。从探头的信号模型咱们能够剖析， 关于信号的DC量测，输入容性Cp和C1等效为开路。信号经过Rp和R1进行分压，终究示波器的输入为： Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10* Vin
示波器输入信号衰减为待测输入信号的1/10。关于较高频率的输入信号,容抗关于信号的影响会大于阻抗。例如，一个规范的1MΩ~10p+0F的无源电压探头，输入信号的频率为100MHz，此刻，探头输入容抗为Xc(Cp) = 1/（2×π×f×C）=159Ω，容抗远远小于9MΩ的探头阻抗，信号电流更多的会经过输入电容供给的低阻回路，9MΩ阻抗的高阻回路等效为旁路。也能够理解为159 Ω和9MΩ的并联之后等效阻抗为159 Ω。此刻,实践输入到示波器的信号起伏(AC/高频)是由探头的输入电容以及回路总电容的比值决议，等效为： Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
一般来说，无源探头的电缆存在8-10pF/foot的容性负载（1 foot 英尺=12 inches 英寸=0.3048 metre 米），1.5nS/foot的上升时刻。关于一个6feet的电缆就存在60pF容性，加上一般示波器的20pF的输入电容以及一些杂散，大致为90pF左右。依据1：10的分压，探头的输入电容应该为10pF左右才干满意 Vout/Vin=[10/10+90]=1/10 输入衰减10倍的特性。考虑到探头和电缆容性的一些差错,需求运用探头补偿电容箱来进行一个回路补偿，因为差错，无源电压探头的输入容性一般为8~12pF之间。现在干流的10倍无源电压探头的输入负载模型一般都是输入%&&&&&%8~12pF,输入电阻9M欧.
