高端示波器的使用一般會用到差分探頭，差分探頭常見的指標有：帶寬、上升時間、精度、衰減比、輸入阻抗、輸入電容、最大差分測量電壓、噪聲、延遲時間、超量程報警電壓和最重要的CMRR。微信
一、帶寬app
帶寬是包含探頭和示波器帶寬的整個測量系統的問題。示波器的帶寬應該超過函數
你想要測量的信號的頻率，且探頭的帶寬應該等於或超過示波器的帶寬。從測性能
量系統來看，實際關心的是探頭尖的帶寬。帶寬定義爲幅度與頻率曲線上，測量系統比參考值低3 dB 的一個點。測試
下圖中顯示了一個響應曲線，並指出了3 dB點。要着重注意一點，測量系統比額定帶寬在振幅上低3 dB。這就是說，在對與系統帶寬同頻率的信號進行幅度測量時，將會有30% 的偏差。一般你能夠用示波器測量與其帶寬相等的信號。然而，若是振幅的精確度極爲重要，應該提升示波器帶寬。spa
通常在其面板上會有標註，好比說100M或200M。那麼當咱們拿到一臺差分探頭時如何去確認這顆探頭是否是能達到廠商標註的如200M的工做範圍。這個時候咱們須要一臺示波器+任意波形發生器，兩臺儀表中間鏈接差分探頭，框圖以下：.net
將探頭輸入端的紅黑兩根表筆經過一個自制的BNC轉接頭鏈接起來3d
探頭的另外一端鏈接至示波器的任意端口，具體實際鏈接圖以下所示。orm
將任意波形發生器輸出正弦波，頻率爲1MHz，幅度爲5Vpp。而後將任意波形發生器的輸出【Output】按鍵按下，讓儀表正常輸出。blog
將示波器的幅度值顯示打開，經過不斷改變（增大）任意波形發生器的輸出頻率來觀察，看頻率到達多少時示波器上顯示的幅度值會改變超出規格範圍。若是測試一個頻率與示波器標定帶寬相同的正弦波信號，電壓幅度測試結果將降低爲真實電壓值的0.707倍，若是用對數表示，則測量幅度將下降3dB。
因爲我輸出的是5Vpp的電壓，因此按照0.707倍的法則，示波器上電壓顯示的最下線應該是3.535V，若是值小於這個表示超出的量程。我手邊是一個200M模擬帶寬的差分探頭，當頻率輸出至約220MHz，幅度仍然高於3.535V，因此些款差分探頭的帶寬指標是知足且超出規格要求的。
上升時間把【MENU】菜單欄的【上升時間】打開便可，在狀態欄的下側會顯示對應的指標。
二、輸入阻抗和輸入電容
輸入阻抗和輸入電容分爲單端對地和兩端輸入之間，單端對地表示接示波器的端口中心導體和外部地之間的參數。兩端輸入之間表示表筆兩端鏈接的阻抗值和電容值。
這種咱們就須要用到萬用表或是LCR表來測量阻抗值的電容值，分別將表筆鏈接至探頭的輸入和輸出端測試便可。
三、探頭延遲時間
每根探頭隨着信號頻率的變化，會產生一些小的時間延遲及相位移位。這是探
頭組合的做用，時間爲信號從探頭尖通過探頭組合到達示波器鏈接頭的時間。
一般，大多數信號變化由探頭電纜線引發。一根更長的電纜線將致使相應地更長的信號延遲。傳播延遲一般僅僅涉及兩個或者更多的波形的比較測量。例如，當測量 2 個波形之間的時間差異時，波形應該使用匹配的探頭以便使每一個信號經過探頭時經歷一樣的傳播延遲。另外的例子是在使用電壓探頭和電流探頭的組合進行電源測量時。既然電壓和電流探頭具備明顯不一樣的結構，他們將有不一樣的傳播延遲。這些延遲是否將對電源測量有影響，取決於被測波形的頻率。簡單講：探頭延遲時間表示同一個信號經由差分探頭的表筆兩端輸入至示波器和這個信號不通過差分探頭，而是直接輸入到示波器，是同一個信號，經由兩個不一樣的路徑最終到達示波器的延遲時間。
以下圖所示，一路信號經差分探頭直接輸入示波器的CH1通道，另外一路信號經過另一根線進入示波器的CH2通道。雖然是兩條路徑，可是是同一路信號，看時間差。須要注意的是：任意波形發生器須要輸出的是一個正弦波，幅度任意。
四、最大差分電壓
探頭的技術指標通常都會有最大差分電壓這一項，同時探頭通常都會有兩個檔位，量程選擇（衰減比），因此最大差分電壓都會分開標識。
最大差分電壓其實也就是看探頭最大能承受的電壓值，到達極限之後報警燈會亮。
須要將探頭一端接入示波器，另外一端接入一個大功率電源，不斷調高電源的輸出電壓看探頭的極限值。
經過圖片能夠看出，這款探頭在X50檔的檔位下，當輸入電壓達到152V的時候出現了超量程報警。經過示波器能明顯的看出。
上升時間
探頭對於階躍函數的10 ~90%響應指出了探頭最快的從探頭尖到示波器輸入端的過渡時間。爲了精確上升和降低時間的測量，測量系統（示波器和探頭的組合）的上升時間應該比被測量的最快的轉換時間快3～5 倍。
精度
對於電壓探頭，其精確度一般參考於探頭對直流信號的衰減。計算和測量探頭
精確度一般應該包括示波器的輸入電阻。這樣，探頭精確度的規格說明，僅在探頭用於具備假定的輸入電阻的示波器的狀況下，是正確和適用的。一個對精確度說明的例子是：10X，小於3% (對於示波器輸入1 ±2%)。對於電流探頭，精度指標是指電流-電壓轉換的精度。這取決於電流變壓器繞組比和終接電阻值及其精確度。帶專用放大器的電流探頭具備直接以安培/ 每格作過校準的輸出，衰減精確度以電流/每格的百分比給出。
衰減比
全部的探頭有衰減因數，而且一些探頭具備可選的衰減因數。典型的衰減因數
是 1X，10X，及 100X 。衰減因數是探頭衰減信號振幅的量。一根 1X 探頭不減少信號，或者說不衰減信號，一根 10X 探頭減少信號爲它的探頭尖振幅的 1/10。衰減因子能夠擴展現波器的測量範圍。例如，一根100X 探頭能夠測量比其大100 倍振幅的信號。1X，10X，100X這些稱號來自過去示波器還不能自動地識別探頭衰減，所以須要調整比例因子的年代。例如10X 標記，提醒你全部的振幅測量須要被10 乘。如今示波器的讀出系統能自動地探測探頭的衰減因子而且所以調整比例因數讀出器。電壓探頭衰減因子通常使用有阻抗的電壓分壓器技術而得到。所以，具備高衰減因子的探頭通常具備高輸入阻抗。
餘切噪聲（有源探頭）
餘切噪聲是有源探頭產生探頭噪聲的的一個方法的一個說明。切線噪聲大約是
兩倍的RMS（均方值）噪聲。可是噪聲通常測試不太好測，可能示波器的噪聲會將探頭的噪聲淹沒。
共模抑制比（CMRR、差分探頭）
共模抑制比（CMRR）是差分測量中，差分探頭抑制共模信號的能力。共模抑制比是差分探頭和放大器具備優勢的一個關鍵參數，而且它被定義爲：
CMRR = |A d / A c |
其中 A d=差分信號電壓增益。
A c=共模信號電壓增益。
理想狀態時， A d 應該大，A c 應該爲零，致使一無限大的共模抑制比（CMRR）。在實際中，10，000:1 的共模抑制比（CMRR）已被認爲是至關好了。這意味着，共模輸入 5 伏特信號時，在抑制後，輸出爲0.5 毫伏。這樣的的抑制對於在噪音中測量差分信號是很重要的。共模抑制比（CMRR）隨着頻率的增長而減少，頻率在共模抑制比（CMRR）的規格說明中，同共模抑制比（CMRR）自己同樣重要。高共模抑制比（CMRR）的高頻差分探頭比一樣共模抑制比（CMRR）的低頻差分探頭性能好。實際測試過程當中經差分探頭輸入同幅度信號，共模就是將表筆兩端短接，而後經一個通路到達示波器。
免責聲明：
本公衆號純屬我的賬號，僅爲技術分享及交流爲目的。
本期文章資料部分來源於泰克Tektronix，如侵麻煩後臺留言後當即刪除，謝謝！
文章轉載聲明：如需全文轉載請聯繫本公衆號添加白名單，或在醒目位置註明文章具體來源，如：本文轉載自公衆號《測試那些事兒》。
本文分享自微信公衆號 - 測試那些事兒（Jackiy_455750304）。
若有侵權，請聯繫 support@oschina.cn 刪除。
本文參與「OSC源創計劃」，歡迎正在閱讀的你也加入，一塊兒分享。