在使用示波器探頭探測(cè)時(shí),應(yīng)注意避免這七大錯(cuò)誤

理想情況下，所有探頭都應(yīng)該是一條不會(huì)對(duì)被測(cè)設(shè)備產(chǎn)生任何干擾的導(dǎo)線，這樣才能精確復(fù)制被測(cè)信號(hào)。但現(xiàn)實(shí)情況是，探頭會(huì)給電路帶來負(fù)載效應(yīng)，探頭上的電阻、電容和電感元件可能改變被測(cè)電路的響應(yīng)。又因?yàn)槊總€(gè)電路不盡相同，每次探測(cè)設(shè)備，需要選擇對(duì)測(cè)量影響最小的探頭，這是成功測(cè)量的關(guān)鍵。

以下這些錯(cuò)誤，是大家在測(cè)量過程中最常見的，請(qǐng)牢記它們并在平時(shí)的測(cè)量中規(guī)避這些錯(cuò)誤，以便獲得更精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果。

常見錯(cuò)誤一：沒有校準(zhǔn)探頭

探頭在交付之前已進(jìn)行校準(zhǔn)，但沒有針對(duì)示波器前端進(jìn)行校準(zhǔn)。如果它們未在示波器輸入端上進(jìn)行校準(zhǔn)，就無法得到測(cè)量結(jié)果。有源探頭和無源探頭的情況也略有不同。

若有源探頭沒有針對(duì)示波器進(jìn)行校準(zhǔn)，則您將看到垂直電壓測(cè)量結(jié)果和上升沿時(shí)序(以及可能的一些失真)出現(xiàn)差異。大多數(shù)示波器具有參考或輔助輸出功能，還配有指南來引導(dǎo)您完成探頭校準(zhǔn)。

無源探頭可以調(diào)節(jié)探頭的可變電容，使補(bǔ)償與正在使用的示波器輸入完美匹配。大多數(shù)示波器都有可以用于校準(zhǔn)或參考的方波輸出。探測(cè)這個(gè)連接，檢查波形是否為方形。根據(jù)需要調(diào)整可變電容，以消除所有下沖或過沖。

常見錯(cuò)誤二：增加探頭負(fù)載效應(yīng)

只要將探頭連接到示波器并與設(shè)備接觸，探頭就會(huì)成為電路的一部分。探頭對(duì)設(shè)備施加的電阻、電容和電感負(fù)載效應(yīng)會(huì)影響你在示波器屏幕上看到的信號(hào)。這些負(fù)載效應(yīng)可能會(huì)改變被測(cè)電路的工作狀態(tài)。探頭的基本電路如下圖：

通常，探針的輸入線或引線越長，帶寬減小得就越大。較窄帶寬的測(cè)量可能不會(huì)受到太大影響，但在進(jìn)行較寬帶寬的測(cè)量時(shí)，特別是在 1 GHz 以上時(shí)，需要謹(jǐn)慎選擇使用的探針和附件。隨著探頭帶寬降低，將失去測(cè)量快速上升時(shí)間的能力。為了進(jìn)行最準(zhǔn)確的測(cè)量，最好使用盡量短的探針。另外，保持接地線盡量短并靠近系統(tǒng)接地點(diǎn)，也可以確保可重復(fù)和準(zhǔn)確的測(cè)量。

如果必須在探針上添加導(dǎo)線才能接觸到難以到達(dá)的探測(cè)點(diǎn)，那么最好為探針添加一個(gè)電阻，以減弱所添加的導(dǎo)線引起的諧振。

常見錯(cuò)誤三：沒有充分利用差分探頭

許多人認(rèn)為只有在探測(cè)差分信號(hào)時(shí)才使用差分探頭，卻不知道在探測(cè)單端信號(hào)時(shí)也可以使用差分探頭來節(jié)省時(shí)間和金錢，同時(shí)提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

差分探頭可以進(jìn)行與單端探頭相同的測(cè)量，并且由于差分探頭在兩個(gè)輸入端上有共模抑制，所以差分測(cè)量結(jié)果的噪聲大為減少。這將幫助你看到被測(cè)設(shè)備信號(hào)更優(yōu)的表示，而不會(huì)被探測(cè)所增加的隨機(jī)噪聲誤導(dǎo)。

常見錯(cuò)誤四：選擇了錯(cuò)誤的電流探頭

大電流測(cè)量：如果使用鉗形探頭測(cè)量大電流(10A - 3000A)，那么設(shè)備必須足夠小，鉗形探頭才能夾住它;如果設(shè)備太大鉗形探頭無法夾住，那么工程師可能會(huì)想辦法在探頭鉗夾上添加額外的導(dǎo)線，但這會(huì)改變被測(cè)設(shè)備的特性。

最好的解決方案是使用具有柔性回路探頭前端的大電流探頭，叫做 Rogowski 線圈，可以纏繞到任何設(shè)備上，還能幫你在不添加未知特性元器件的情況下探測(cè)設(shè)備，使測(cè)量結(jié)果保持高度的信號(hào)完整性。其測(cè)量范圍涵蓋從 mA 級(jí)到數(shù)百 kA 的大電流。但它只測(cè)量交流電流，且靈敏度也低于某些電流探頭。

小電流測(cè)量：使用垂直標(biāo)度較大的示波器設(shè)置，可以測(cè)量大信號(hào)，但小電流信號(hào)將被測(cè)量噪聲掩蓋;使用較小的垂直標(biāo)度設(shè)置，那么大信號(hào)會(huì)削波，測(cè)量結(jié)果也將失真并失效。選擇具有足夠靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的小電流探頭，不僅能夠測(cè)量從 μA 到 A 的寬量程，還可以使用多個(gè)放大器同時(shí)查看大小電流偏差。探頭中的兩個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃?/u>允許你設(shè)置放大視圖以查看小電流波動(dòng)，還可以縮小視圖以同時(shí)查看大電流尖峰。