Q&A | 示波器探頭問題快問快答

前段時(shí)間，我們做了一場(chǎng)關(guān)于“小探頭，大學(xué)問”的研討會(huì)，引發(fā)了工程師關(guān)于探頭知識(shí)的激烈討論。

小k 在會(huì)后給大家整理出了一些有代表性的問題。希望給大家?guī)硪恍椭蛦l(fā)！

第一類關(guān)于探頭使用問題

Q1： 探頭有哪些主要指標(biāo)？

答：主要是帶寬，負(fù)載效應(yīng)（輸入阻抗、輸入電容），測(cè)試信號(hào)范圍等重要指標(biāo)。

Q2： 探頭選擇的關(guān)鍵要素有哪些？

答：一般會(huì)考慮探頭的帶寬，測(cè)試信號(hào)類型，連接方式以及負(fù)載效應(yīng)。

Q3： 如何準(zhǔn)確選擇探頭的輸入阻抗？

答：要根據(jù)信號(hào)阻抗特征進(jìn)行選擇。

Q3-1： 探頭阻抗都是50歐姆匹配嗎？

答：不是，分為1M歐姆和50歐姆匹配。

Q3-2： 如果是直流 (DC)耦合，也是相同的規(guī)則嗎？

答：一般示波器示波器中的50歐姆匹配都是直流（DC）耦合。

Q4： 探頭到示波器有哪些接口方式？

答：這個(gè)根據(jù)示波器的接口形態(tài)，目前Keysight  的示波器接口是AutoProbe I /II /III。

圖1：Auto Probe I 接口（PBNC）示波器接口

Q5： 無源探頭可以測(cè)量多大電壓范圍？

答：無源探頭的衰減比較大，所以承受的電壓范圍也比較大，一般可達(dá)幾百V。例如MXR-B 混合信號(hào)示波器標(biāo)配的無源探頭500 MHz N2873A 可以測(cè)量高達(dá)400V電壓。

圖2：N2873A 無源探頭10:1 衰減比 500MHz

Q5-1： 是德科技的高壓探頭最高可以測(cè)量多少電壓？

答：剛剛發(fā)布了一款高壓差分探頭，可測(cè)試到3000V 高壓。

Q6： RCRC 和 RC 架構(gòu)是適用于所有探頭嗎？

答：一般高帶寬有源差分探頭會(huì)呈現(xiàn)兩種不同的阻抗模型影響，RCRC和RC。

Q7： 什么是測(cè)共模信號(hào)？

答：共模信號(hào)是指在雙線電纜的兩根線上出現(xiàn)，幅度和相位都相同的信號(hào)，是雙線電壓和的一半。

Q7-1： 在探頭設(shè)計(jì)上是否考慮了對(duì)不同類型共模干擾的抑制能力？

答：會(huì)考慮，探頭會(huì)有CMRR的指標(biāo)曲線。

Q7-2： 在不同的頻率范圍和共模電壓幅度下，探頭的 CMRR 性能如何變化？

答：探頭一般會(huì)有CMRR的指標(biāo)說明，一般頻率越高，CMRR越小。

Q8： Infinimax Ultra 系列差分有源探頭的Source Estimate Mode 是什么模式？

答：我們的Infinimax Ultra 系列探頭產(chǎn)品非常適合高速數(shù)字接口測(cè)試，帶寬最高到25GHz，支持兩種測(cè)試模式，True View 和Source Estimate，True View是指在探頭端看到的帶有負(fù)載效應(yīng)的信號(hào)。Source Estimate是假設(shè)探頭不在測(cè)試點(diǎn)，源端的信號(hào)可能是什么情況，假設(shè)條件是源端阻抗是25歐姆。

圖3：MX0023A 高達(dá)25GHz 帶寬RC 有源差分探頭

Q8-1： 什么是InfiniiMode 模式？

答：InfiniiMode 是一種新的操作模式，通過一個(gè)探針方便地測(cè)量差分、單端和共模信號(hào)，無需重新連接探頭來改變連接。

Q9： InfiniiMax 4系列這個(gè)新品探頭，有哪些亮點(diǎn)？

答：帶寬高達(dá)52GHz，解決目前更高速測(cè)試無探頭可用的問題。感興趣的可看這篇文章：不用定制夾具，如何探測(cè)高速數(shù)字信號(hào)？

Q10： 指標(biāo)這一頁，都是標(biāo)注的差分輸入阻抗和差分輸入電容，如果我把差分探頭當(dāng)成單端用，這個(gè)指標(biāo)會(huì)有什么變化？

答：差分探頭可以當(dāng)做單端用。一般差分輸入阻抗是單端輸入阻抗的2倍，單端輸入電容會(huì)比差分輸入電容高一些。

Q11： 為什么測(cè)電源噪聲、紋波等推薦用電源軌探頭，無源探頭不就行了嗎？

答：電源軌探頭的話衰減比小，減少系統(tǒng)帶來的噪聲，并且有很大直流偏置范圍，可以高直流下測(cè)試紋波，還能提供較低負(fù)載效應(yīng)，同時(shí)提供大帶寬測(cè)試電源快速瞬態(tài)情況。

Q12： 不同品牌的探頭能兼容嗎？

答：不同品牌的示波器接口形態(tài)有所不同，識(shí)別、供電機(jī)制也有所不同，不建議混合使用。

Q13： 示波器探頭類型這么多，如果測(cè)試性能要求不高，是否有通用型的？

答：低速單端信號(hào)（100M）可以考慮無源探頭，高速測(cè)試場(chǎng)景的話要根據(jù)實(shí)際測(cè)試場(chǎng)景來看。

第二類關(guān)于探頭的校準(zhǔn)維護(hù)排除故障等問題

Q14： 探頭出現(xiàn)哪些現(xiàn)象后需要更換？

答：探頭識(shí)別異常，空載信號(hào)異常，交替實(shí)驗(yàn)有問題，可能考慮探頭損壞，需要替換。

Q15： 可以使用別的品牌的探頭嗎，探頭交換一次需要校準(zhǔn)嗎？

答：不建議混用其他品牌的探頭，如果探頭更換通道建議進(jìn)行校準(zhǔn)。

Q16： 一般情況下，是德科技示波器探頭的使用壽命是多長(zhǎng)？

答：這根據(jù)客戶的使用習(xí)慣來看，沒有具體年限。

Q17： 哪些因素會(huì)影響探頭的壽命？

答：探頭應(yīng)力、使用習(xí)慣等都會(huì)影響

Q18： 針對(duì)探頭誤入高電壓是否有辦法避免燒毀示波器？

答：測(cè)試前需要了解信號(hào)的信號(hào)范圍是否在探頭承受能力范圍內(nèi)，測(cè)試點(diǎn)盡量在AC耦合電容之后測(cè)試，避免高壓直流接入。

Q18-1： 測(cè)量市電時(shí)是否需要專用探頭？

答：一般市電的電壓較高，建議使用高壓探頭進(jìn)行測(cè)試。

Q19： 測(cè)量高速信號(hào)的眼圖時(shí)，示波器探頭的導(dǎo)線寄生參數(shù)會(huì)進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償嗎？

答：一般高速探頭測(cè)試示波器會(huì)進(jìn)行探頭的頻響補(bǔ)償。

Q20： 探頭如何避免損壞？

答：注意輸入信號(hào)范圍，連接穩(wěn)定性和焊接相關(guān)注意事項(xiàng)。

Q21： 探頭能放進(jìn)高低溫箱嗎？

答：我們有適合高低溫的探頭，可以支持 -55 °C to +150 °C。