原创 揭开测试测量的小秘密——每周一考 【第11周】

EDN China邀请了安捷伦数字测量技术专家，为你揭开一个个小奥秘，带你走出测试测量的一些误区。本活动已经进行到第11期，本期问题：

1、示波器的无源探头和有源探头有什么区别？参考博文：http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_242495.HTM、http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM


2、普通示波器一般标配的是衰减比为10:1的无源探头，但有些场合需要1:1的无源探头，这两种无源探头在使用上有什么区别？参考博文: http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_244160.HTM


3、普通的电流测量会用万用表，有些做电源分析的场合会用到示波器加电流探头，还有些电工会用电流钳测量电流，这几种电流测量的方法有什么区别？参考博文: http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM

本期获奖者 flowerhuanghua 、 ranen。

第十一周奖品：《数字示波器原理和应用》

本书由安捷伦电子测量仪器与方案方面的专家孙灯亮编 著。相信不少从事测试测量工作的工程师都曾在孙先生的新浪博客中，看到其连载的关于数字示波器的技术专栏，而今，这些广受欢迎的文章终于印刷成册了。喜欢 测试测量与孙灯亮的文章的童鞋们有福了，参与测试测量活动即有机会免费获取本书一册，数量有限（本书最新出炉，市面上也很少见）。更多介绍>>

我们还欢迎您发送邮件至rain.wang@ednchina.com，贡献您平时遇到数字测试方面困惑的问题，您的问题也很有可能成为每周一考的主题，供网友共同探讨。

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1、示波器的无源探头和有源探头有什么区别？参考博文：http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_242495.HTM、http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM
 

(答案由安捷伦李凯提供) ：无源探头内部是由电阻、电容、线缆等无源器件构成，通过阻容参数的匹配设计来提高测量带宽。大部分场合使用的无源探头都是高阻无源探头，即示波器那边用1MΩ做匹配。当到了高频以后，由于探头寄生参数的影响，很难达到理想的匹配，所以一般的高阻无源探头带宽都在1GHz以内。无源探头价格便宜，使用方便，测量电压的范围大，是示波器最普遍使用的一种探头。有源探头是在探头前端增加高带宽的放大器，同时后面传输线和示波器那端都用50Ω做匹配来提高系统带宽。有源探头的带宽可以做得很高，比如Agilent公司已经可以提供30GHz的有源差分探头。有源探头的带宽高，但价格比无源探头贵很多，同时其探头放大器能承受的电压输入范围有限，一般都在几伏以内，所以主要用于高速测量的场合。

2、普通示波器一般标配的是衰减比为10:1的无源探头，但有些场合需要1:1的无源探头，这两种无源探头在使用上有什么区别？参考博文: http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_244160.HTM

(答案由安捷伦李凯提供) ：所谓探头衰减比为10:1是指探头本身对信号有10倍的衰减，即输入信号为1V时真正进入示波器的信号为100mV，同时示波器检测到探头是10:1就会再对信号进行10倍的数学放大显示。10:1探头前端的RC补偿电路组成的高通滤波器可以有效补偿探头和电缆寄生参数对探头带宽的影响，同时对信号的衰减提高了示波器测量大信号的能力，所以是最普遍使用的一种无源探头。但10:1探头在小信号测量时由于衰减会减小有用信号使得信噪比变差，所以当需要对小信号比如电源的纹波噪声进行测量时，一般推荐使用1:1的探头。但1:1探头没有前面的RC补偿电路，所以带宽普遍较低，一般不超过几十MHz，因此使用场合上会受到一些限制。

3、普通的电流测量会用万用表，有些做电源分析的场合会用到示波器加电流探头，还有些电工会用电流钳测量电流，这几种电流测量的方法有什么区别？参考博文: http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_250216.HTM

(答案由安捷伦李凯提供) ：万用表可以进行非常精确的直流电流或交流电流的有效值的测量，很多台式万用表可以提供约万分之一的直流电流测量精度。万用表内部采用的是积分型的ADC，虽然位数高但是采样率很低，所以不能进行瞬态电流的测量。示波器的电流探头一般采用霍尔元件，通过感应被测供电线上的磁场来进行电流的测量，电流探头的带宽可以达到上百MHz，所以可以进行非常快的瞬态电流比如开关电源MOS管的开关电流的测试。电流探头既可以用于交流电流的测量，也可以用于直流电流的测量。电流探头还有一个好处是非接触测量，使用中不用断开被测供电线，比较方便。但是电流探头的精度、分辨率受限于示波器的能力，所以一般实际测量精度约1%～2%。电工使用的电流钳是通过线圈感应被测电路里的电流，带宽很低同时只能用于交流测量，但是成本较低、能测量大的电流，所以主要用于市电工频电路的电流测量。