示波器是電子工程師最常用的測量儀器，而示波器探頭毫無疑問是示波器最常用的配件。示波器探頭是連接被測電路與示波器輸入端的電子部件。沒有探頭，示波器就成了個擺件。在選擇示波器探頭之前，我們最好看看示波器的說明書，了解我們使用的示波器適合怎么樣的探頭。下面幾點(diǎn)我們認(rèn)為應(yīng)該是在選探頭時比較重要的：

確保探頭的接口和我們示波器的接口相匹配。大多數(shù)示波器的探頭接口都是BNC接口。有的示波器可能是SMA接口。

觀察選擇的探頭的輸入阻抗和電容是否和示波器的輸入阻抗和電容相匹配。因為我們都希望探針對被測電路的影響降到最小。探頭阻抗和電容同示波器的匹配程度會大大影響測量信號的精確度。

BNC接口

SMA接口

有的示波器會支持 50 Ω or 1 MΩ 輸入阻抗切換。但對于大多數(shù)的測量，1 MΩ 是最最常見的。50 Ω 的輸入阻抗往往被用于測量高速信號，比如微波。還有邏輯電路中的信號傳輸延遲和電路板阻抗測量等。示波器的輸入阻抗往往可以定格為 1 MΩ 或 50 Ω, 但示波器的輸入電容卻受帶寬和其它設(shè)計因素影響。通常而言，1 MΩ阻抗的示波器常見的輸入電容為14pF。這個數(shù)值也可能在5pF到100pF之間。所以為了讓探頭匹配示波器的輸入電容，在選擇探頭之前要了解探頭的電容范圍，然后通過校準(zhǔn)棒來調(diào)節(jié)探頭的電容，這就是探頭的補(bǔ)償，也是我們使用探頭時應(yīng)該注意的第一步。

那么我們需要多少個探頭和哪些探頭呢？根據(jù)我們測量需求的不同，對探頭的數(shù)量和種類要求也是不同的。比如說，如果只是簡單的測量直流電壓，那么1 MΩ的無源探頭基本就足夠了。然而如果是電源系統(tǒng)測試中經(jīng)常要求測量的三相供電中的火線與火線，或者火線與零（中）線的相對電壓差，那么我們就需要用到差分探頭了。

差分探頭無源探頭

無源探頭是最常見的探頭，一般購買示波器的時候廠家就會標(biāo)配幾個。常見的無源探頭由探頭頭部、探頭電纜、補(bǔ)償設(shè)備或其他信號調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和探頭連接頭組成。在這些類型的探針中沒有使用有源元件，如晶體管或放大器，所以不需要為探頭供電?？偟膩碚f，無源探頭更常見，更容易使用，也更便宜。常見的無源探頭可調(diào)衰減比例有：1×: 沒有衰減、10×: 10倍衰減、100×: 100倍衰減、1000×: 1000倍衰減。無源電壓探頭為不同電壓范圍提供了各種衰減系數(shù)。在這些無源探頭中，10×無源電壓探頭是最常用的探頭。對信號幅度是1V峰峰值或更低的應(yīng)用，1×探頭可能比較適合，甚至是必不可少的。在低幅度和中等幅度信號混合（幾十毫伏到幾十伏）的應(yīng)用中，可切換1×/10×探頭要方便得多。但是，可切換1×/10×探頭在本質(zhì)上是一個探頭中的兩個不同探頭，不僅其衰減系數(shù)不同，而且其帶寬、上升時間和阻抗（R和C）特點(diǎn)也不同。因此，這些探頭不能與示波器的輸入完全匹配，不能提供標(biāo)準(zhǔn)10×探頭實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)性能。探頭衰減是通過內(nèi)部電阻器來擴(kuò)大示波器的電壓測量范圍的，該內(nèi)部電阻器與示波器的輸入電阻一起使用時，會創(chuàng)建一個分壓器。例如，一個典型的10x探頭裝有一個內(nèi)部9MΩ電阻器，當(dāng)與1MΩ輸入阻抗的示波器連接使用時，會在示波器的輸入通道上產(chǎn)生10：1的衰減比。這意味著示波器上顯示的信號將是實(shí)際測量信號幅度的1/10，所以我們往往還需要去示波器的通道設(shè)置里將衰減比也調(diào)成10X。

此衰減功能使得我們可以測量超出示波器電壓限制范圍的信號。而且衰減電路會導(dǎo)致較高的電阻（通常是一件好事）和較低的電容，這對于高頻測量很重要。

10X無源探頭原理圖