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【01】探頭的點點滴滴

探頭是示波器重要的組成部分，它的類型選擇和使用方法直接決定了信號測量的準確性。

1.探頭的分類

探頭可分為無源探頭、有源探頭、電源探頭、差分探頭、光探頭、電流探頭、高壓探頭、高壓差分探頭以及隔離差分探頭，其中，無源探頭是我們最常用的探頭，用來測量一般的信號足夠了；無源探頭上有一個滑動開關，用來選擇1x檔位還是10x檔位，不同檔位探頭的相關參數是不同的，下面就以無源探頭為例，一起學習了它的相關知識吧。

2.無源探頭的頻率補償

我們在測量信號之前，可以將滑動開關切換到10x檔位，然后將探頭連接至示波器的標準信號輸出端，該信號為標準1Khz的方波，然后觀察波形是否為標準的方波，如不是標準的方波，可用塑料的尖物調整探頭手柄上的補償旋鈕進行調整，直至波形平整，如下圖所示：

圖源|RIGOL官網

此處的頻率補償調節旋鈕實際為可調電容，其容量大小一般為10~25pF,不同廠家該可調電容的大小會有所差異。

3.無源探頭的輸入電阻

無源探頭的1x檔位的輸入電阻為1MΩ；10x檔位的輸入電阻為10MΩ，而示波器的各個通道輸入電阻為1MΩ，這樣一來，使用10x檔位測量信號時示波器屏幕顯示的信號幅值將會是衰減的，如果想顯示正常的信號幅值，可以把示波器面板相應輸入通道的設置為相同的10x檔位。

4.無源探頭的帶寬

無源探頭不同檔位其帶寬是不同的，以普源精電無源探頭PVP2150型號為例：1x檔位時的探頭帶寬為35MHz，10x檔位時的探頭帶寬為150MHz。

5.無源探頭的輸入電容

以普源精電無源探頭PVP2150型號為例：1x檔位時的探頭輸入電容為50pF±20pF，10x檔位時的探頭輸入電容為10pF±5pF，不同廠家型號此參數會有差異；特別是在測量高頻信號時，應盡可能選擇輸入電容小的探頭，以減小探頭參數對信號的影響。

6.無源探頭的上升時間

以普源精電無源探頭PVP2150型號為例：1x檔位時的探頭的上升時間為10ns，10x檔位時的探頭的上升時間為2.3ns。

7.無源探頭的最大額定輸入耐壓

以普源精電無源探頭PVP2150型號為例：1x檔位時的探頭最大額定輸入耐壓為150V，10x檔位時的探頭最大額定輸入耐壓為300V。

【02】為什么是正弦波？

    假如我們使用一款帶寬為50Mhz的示波器測量一個25Mhz的方波，我們會發現示波器顯示屏上顯示的是一個25Mhz的正弦波而不是方波，為什么會這樣呢？我們測量波形的頻率也沒有超過示波器的帶寬啊?根據傅里葉級數的定義：任何周期函數都可以用正弦函數和余弦函數構成的無窮級數來表示，而方波為奇諧信號，因此其諧波分量只有奇次諧波；25Mhz方波的一次諧波分量也就是基波為25Mhz，三次諧波分量的中心頻率為75Mhz，五次諧波分量的中心頻率為125Mhz；示波器的帶寬只有50Mhz，顯示屏已無法正常顯示方波所有三次諧波之后的諧波分量，只能顯示基波信號，也就是我們看到的頻率為25Mhz的正弦波。所以我們在使用示波器測量大于10Mhz的高頻信號時，需滿足“五倍法則”：示波器的帶寬應大于被測信號頻率的5倍。

【03】電壓測量誰更準確？

    小伙伴們在使用數字示波器測量信號幅值的過程中，可能存在著這樣一個疑問：示波器和萬用表對電壓的測量哪一個更準確呢？以普源精電的數字示波器DS1052E為例，其垂直分辨率為8位的ADC，而普通的3位半數字萬用表其電壓分辨率為10位的ADC，所以電壓測量準確性一般是數字萬用表大于數字示波器的！所謂術業有專攻，古人誠不欺我！

結語

    至此，《模電想說愛你不容易》之工具篇系列的文章就結束了，在這幾篇文章中介紹了我們常用的萬用表、電烙鐵、熱風槍以及示波器，有了這些工具，基本能夠滿足小伙伴們日常工作和學習中的測試和維修電路板的需求；接下來我們將進入《模電想說愛你不容易》之無源分立器件篇，學習無源分立器件相關的知識和應用，歡迎小伙伴們打卡占坑！