示波器探头基础入门指南(下)

此时探头的寄生电感、寄生电容以及待测信号源构成谐振回路，出现谐振效应，谐振频率为:

其中，Lcon为探头寄生电感，Cin为输入电容。如果谐振频率刚好落在探头带宽范围之内，则在测试此频率的信号时会出现谐振现象。

为了降低这种效应，使用者往往使用最短的地线，从而减小探头的Lcon寄生电感，使得fresonance谐振频率最大化，从而超出示波器探头的带宽范围，也就进一步有效避免了谐振效应。

探头地线的长度严重影响谐振效应，以下图片充分说明了地线长短对波形上升沿测量的影响。

图13不同长短的底线的谐振效应

由图示可知，地线越短，谐振效应越小，上升沿引起的振铃现象越不明显，此时的测量精度也就越高。所以，在测试环境允许的情况下，尽可能地使用更短的地线。

3.4 浮地测量问题

测量差分信号时，我们往往面临以下3种选择：

• 使用两个通道CH1、CH2，分别测试差分信号两端，然后相减；

图14使用两个单端探头测量差分电压

• 使用差分探头测试；

图15使用差分探头测量差分电压

• 直接使用单端探头浮地测量；

图16使用浮地的方法测量差分信号

第1种方法需要两个通道及探头之间的完全一致性。即便如此，两个通道上产生的不同噪声也会对测量结果造成影响，此种方法测试的CMRR共模抑制比很差，不作推荐。

第2种方法是最值得推荐的方法，使用差分探头具有高CMRR（在《示波器探头综述（上）》有记载），测得数值精确。

然而，差分探头往往价格昂贵，并非所有客户愿意花重金采购。因而就有了第3种方法，使用单端探头对差分信号直接进行浮地测量。

差分信号两端一正一负，如果要使用单端探头进行探测，往往将单端探头的地端与差分信号的负端相接。而单端探头接上示波器后，探头地线会与示波器电源地线共地，从而将差分信号的负端拉至地，对原始差分信号有影响。因此，有人想到浮地测量的方法，即将示波器电源地线剪断，使示波器浮地。

浮地测量在电源测试中可能会造成触电危险，因为有些差分电压的负端高达负的上百上千伏。在测试过程中，如果人手不小心触碰到示波器其他通道的BNC接地壳，则会触电！因此，浮地测量不是推荐的测量方法。

图17浮地测量带来触电危险

除了以上3种常见测量方法之外，还可以使用通道隔离的示波器，或者使用隔离电源对示波器供电的方法。在此就不作详述了。

3.5 其他品牌探头兼容性问题

我们在日常使用示波器时经常出现原始匹配探头丢失或损坏的情况。此时，能够解决问题的办法通常是拿手头上其他品牌的探头临时配合示波器使用。很多人不了解具体情况，插上示波器探头就开始测试，这样往往测得的数值存在很大偏差，是不可取的！

并非不同品牌示波器和探头不能配合使用，实际上，目前市面上绝大多数品牌示波器的无源探头均具备统一的BNC接口，可以与其他品牌示波器配合使用。但是在正式测量之前，有几点需要注意。

首先，一般示波器无法自动识别其他品牌探头的衰减比（衰减因子），所以在与其他品牌探头一起使用时，需要在示波器上手动设置探头衰减比，这样才能防止测量值偏差10几倍甚至上千倍的错误。

其次，不同品牌的示波器和探头之间同样存在不匹配问题，即前面所述探头补偿问题。所以，在测试之前，需要对探头进行补偿。

此外，不同厂家的有源探头（包括有源单端、有源差分、部分电流探头等）甚至部分无源探头设计为独特接口标准。针对此类探头，有时可采用不同的转换接头使用，如R&S为有源探头提供的BNC转N型的RT-ZA9转接头等。而大多数不具备转接头的探头则无法与其他品牌示波器通用。