示波器探头（2）

三、有源探头
咱们先来调查一下用600MHz无源探头和1.5GHz有源探头测验1ns上升时间阶跃信号的影响。运用脉冲发生器发生一个1ns的阶跃信号，经过测验夹具后，运用SMA电缆直接连接到一个1.5GHz带宽的示波器上，这样示波器上会显现一个波形（如下图中的兰色信号），把这个波形存为参阅波形。然后运用探头点测测验夹具去勘探被测信号，经过SMA直连的波形由于受探头负载的影响而变成黄色的波形，探头通道显现的是绿色的波形。然后别离测验上升时间，可以看出无源探头和有源探头对高速信号的影响。

详细测验成果如下：
运用1165A 600MHz无源探头，运用鳄鱼嘴接地线：受探头负载的影响，上升时间变为：1.9ns；探头通道显现的波形存在振铃，上升时间为：1.85ns;
运用1156A 1.5GHz有源探头，运用5cm接地线：受探头负载的影响较小，上升时间仍为：1ns；探头通道显现的波形与原始信号共同，上升时间仍为：1ns。

单端有源探头结构图如下，运用放大器完成阻抗改换的意图。单端有源探头的输入阻抗较高（一般达100Kohm以上），而输入电容较小（一般小于1pf)，经过探头放大器后连接到示波器，示波器有必要运用50ohm输入阻抗。有源探头带宽宽（现在可达30GHz），而负载小，可是价格相对较高（一般每根探头到达相同带宽示波器价格的10%左右)，动态规模较小（这个需求留意，由于超越探头动态规模的信号，不能正确测验。一般动态规模5V左右），比较软弱，运用需当心。

差分探头结构图如下，运用差分放大器完成阻抗改换的意图。差分探头的输入阻抗较高（一般达50Kohm以上），而输入%&&&&&%较小（一般小于1pf)，经过差分探头放大器后连接到示波器，示波器有必要运用50ohm 输入阻抗。差分探头带宽十分宽（现在可达30GHz），负载十分小，具有较高共模抑制比，可是价格相对较高（一般每根探头到达相同带宽示波器价格的10%左右)，动态规模也较小（这个需求留意，由于超越探头动态规模的信号，不能正确测验。一般动态规模3V左右），比较软弱，运用需当心。
差分探头合适测验高速差分信号（测验时不必接地），合适放大器测验，电源测验，合适虚地测验等使用。

电流探头也是有源探头，使用霍尔传感器和感应线圈完成直流和沟通电流的丈量。电流探头把电流信号转换成电压信号，示波器收集电压信号，再显现成电流信号。电流探头可以测验几十毫安到几百安培的电流，运用时需求引出电流线（电流探头是把导线夹在中心进行测验的，不会影响被测电路）。
电流探头在测验直流和低频沟通时的作业原理：
当电流钳闭合，把一通有电流的导体围在中心时，呼应地会呈现一个磁场。这些磁场使霍尔传感器内的电子发生偏转，在霍尔传感器的输出发生一个电动势。电流探头依据这个电动势发生一个反向（补偿）电流送至电流探头的线圈，使电流钳中的磁场为零，以避免饱满。电流探头依据反向电流测得实践的电流值。用这个办法，可以十分线性的丈量大电流，包含交直流混合的电流。

电流探头在测验高频时的作业原理：
跟着被测电流频率的添加，霍尔效应逐步削弱，当丈量一个不含直流成分的高频沟通电流时，大部分是经过磁场的强弱直接感应到电流探头的线圈。此刻，探头就像一个电流变压器，电流探头直接丈量的是感应电流，而不是补偿电流，功放的输出为线圈供给一个低阻抗的接地回路。

电流探头在穿插区域时的作业原理：
当电流探头作业在20KHz的高低频穿插区域时，部分丈量是经过霍尔传感器完成的，另一部分是经过线圈完成的。