示波器探头类型

使用无源探头进行测量之前，需要补偿探头。探头补偿是一种校准流程，目的是调整探头和示波器输入端的电容比。如果不补偿探头，测量会不准确，影响幅度和脉冲波形等参数的测量结果。因此，第一次使用探头和示波器组合时，或者进行重要测量时，需要补偿探头。

探头补偿程序非常简单：

• 将探头连接到示波器的内置补偿信号和接地端.
• 调整补偿电容，直到信号波形呈矩形。

这样探头能够准确表征输入信号的特性，确保测量准确且可靠。

想要了解更多？可以阅读关于了解无源示波器探头和 了解探头补偿的专题文章。

有源探头——单端 FET 探头

有源探头的探头前端包含有源（即通电）器件。这种有源器件一般是场效应晶体管 (FET)。有源探头的一个突出优势是在宽频率范围内的负载非常小，这是因为探头的低输入电容会转化为高输入阻抗。这可以保证测量准确，不会对待测电路带来太大的影响。

此外，有源探头还具有高输入偏移的优点。这样一来，有源探头能够测量中心电压非零的信号。如果信号具有直流 (DC)分量或非零基线，这个功能会非常有用。

有源探头一般配有专用接口，便于示波器自动检测和校准探头。通过这个专用接口或外部电源，可以为探头供电。注意，大部分有源探头要求示波器信道提供 50 Ω 端接设置。

示波器差分探头

差分探头专用于测量电路中两点之间的电压差。这种探头有两个输入端，能够连接到电路中的多个测量点，每个输入端都不用接地参考。使用内部差分放大器时，差分探头会生成输出电压来反映所选测量点之间的电压差，通常会使用用户自定义的衰减因子进行缩放。

差分探头的一个重要特性在于能够抵抗“共模”信号的干扰，这类信号会同时出现在两个测量点上。因此，差分探头非常适合在信号噪声大的环境中测量低电平信号。除此之外，差分探头还可用于单端测量，只需对一个引线进行接地即可。

电流探头

前面提到的无源、有源和差分探头都会在示波器输入端产生电压，因为示波器会测量电压随时间的变化。如果想要测量电流的话，该怎么办呢？这需要通过稳定一致的方式生成与电流相对应的电压，也就是将测量的电压值“转换”成电流值。举个例子，示波器输入端的电压测量值为 1 V，可以表示电流测量值即为 1 A。

电流探头可用于转换电压与电流。它可以捕获电流流过导体时产生的电磁场，并根据已知的伏特每安培比值将其转换成电压。电流探头固定在或“通过夹具”放置在载流导体周围，并有一个箭头标记指示电流的流动方向。

大部分电流探头都是有源设备，使用时需要连接外部电源。所有电流探头都能够检测和测量交流电，部分探头还可以测量直流电。测量交流电需要使用电流互感器，测量直流电或低频交流电需要使用霍尔效应传感器。

常规的电流探头一般无法测量大电流，这就需要使用大电流探头。此类探头结构特殊，能够测量低电阻的大电流。大电流探头通常使用特殊的传感器测量电流产生的磁场，这种非接触测量能够有效测量大电流。除此之外，大电流探头的精度和分辨率一般高于常规电流探头，能够满足功率电子和 能源系统等应用的需求，在这些应用中微小的电流变化也会产生显著影响。

电流探头常用于在功率测量中测量电压和电流。有时候，由于探头引线中的传播时间发生变化，会导致时间偏移（即“偏移”）等问题。这种偏移可能使功率测量结果不准确。

去偏移夹具能够解决这种问题。这种专门工具可以识别和补偿偏移。这些夹具会产生时间对准的电压和电流脉冲，连接的电流和电压探头会同时测量这些脉冲。如果测试波形出现偏移，可以在示波器中输入适当的去偏移值。这种校正能够保证电流和电压波形恢复相位，减轻偏移对后续测量的影响，保证准确计算功率。