教你如何使用示波器的探頭(校準、夾子和接線)

2020-12-01 電子發燒友

教你如何使用示波器的探頭（校準、夾子和接線）

伍文輝 發表於 2017-11-09 12:34:00

　　最簡單的探頭是連接被測電路與電子示波器輸入端的一根導線，複雜的探頭由阻容元件和有源器件組成。簡單的探頭沒有採取屏蔽措施很容易受到外界電磁場的幹擾，而且本身等效電容較大，造成被測電路的負載增加，使被測信號失真。

　　1. 探頭一般是以兩條一個包裝，因為現在的示波器都是雙通道以上的，為了區分兩個通道同時測量時探頭，在每根探頭上都做好了區分標色，比如色環。

　　2. 拿到探頭，先要校準，什麼樣的探頭需要標準呢？除無衰減的探頭（1:1）外，都需要校準。校準是探頭首次與一臺示波器使用時必需要校準，換不同的臺示波器測量時，都要校準。





　　3. 校準後的探頭可進入測量，測量時，請注意，在不知道被測電路電壓情況下，儘可能的選擇探頭衰減檔位，這樣預防高電壓損壞示波器。

　　4. 在測試晶振等高阻抗電路時，也就是說電路對測量負載有影響時，要選擇探頭衰減檔位測量，因為衰減檔位的阻抗很高，一般10:1的探頭是10MΩ，100:1的探頭是100MΩ。

　　5. 測試電路時，要確保探頭的接地線接地可靠，特別是高壓探頭沒高壓時更要注意，接地線的接地位置也會影響測量精度。

　　6. 探頭內部有電子元件，所以也有耐壓參數，不可以超出耐壓值，否則不但會損壞探頭，還可能會直接損壞示波器。

　　7. 探頭的帶寬，高頻率的探頭能兼容低頻率的，但低頻率不能測試的高頻率，在選擇探頭時，儘量選擇大於示波器的帶寬，

　　8. 探頭測試儘量選擇衰減檔，衰減檔有電路補償，保證測量的波形失真小，還原度高。

 

　　9. 探頭前端有一個測試鉤，有人為了方便，把測試鉤直接鉤位電路測量，這樣會影響測試精度，特別在電壓低及頻率高的情況下影響更大，因為測試鉤那段沒有屏蔽，幹擾很大。



　　一、示波器探頭夾子的使用

　　1、探頭有一條地線和一條信號線，地線就是和示波器輸入端子外殼通的那一條，一般是夾子狀的，信號線一般帶有一個探頭鉤，連接的話你把示波器地線接到你設備的地，把信號線端子接到你的信號端，注意如果要測量的信號和市電沒有隔離，則不能直接測量。

　　

　　2、探頭線的黑夾子，通著測量線的金屬網狀屏蔽線上。屏蔽進入示波器的被測信號不被幹擾，也是所測信號的0電平線。所以，它必須夾在所測信號對應的0電平處，而紅夾子則夾在被測信號的對應點。常用的黑夾子夾點是：0電平處、0電位處、地線處等。

　　

　　二、示波器探頭接法

　　1、首先是帶寬，這個通常會在探頭上寫明，多少MHz。如果探頭的帶寬不夠，示波器的帶寬再高也是無用，瓶頸效應。

　　2、另外就是探頭的阻抗匹配。探頭在使用之前應該先對其阻抗匹配部分進行調節。通常在探頭的靠近示波器一端有一個可調電容，有一些探頭在靠近探針一端也具有可調電容。它們是用來調節示波器探頭的阻抗匹配的。如果阻抗不匹配的話，測量到的波形將會變形。調節示波器探頭阻抗匹配的方法如下：首先將示波器的輸入選擇打在GND上，然後調節Y軸位移旋鈕使掃描線出現在示波器的中間。檢查這時的掃描線是否水平（即是否跟示波器的水平中線重合），如果不是，則需要調節水平平衡旋鈕（通常模擬示波器有這個調節端子，在小孔中，需要用螺絲刀伸進去調節。數字示波器不用調節）。然後，再將示波器的輸入選擇打到直流耦合上，並將示波器探頭接在示波器的測試信號輸出端上（一般示波器都帶有這輸出端子，通常是1KHz的方波信號），然後調節掃描時間旋鈕，使波形能夠顯示2個周期左右。調節Y軸增益旋鈕，使波形的峰-峰值在1/2屏幕寬度左右。然後觀察方波的上、下兩邊，看是否水平。如果出現過衝、傾斜等現象，則說明需要調節探頭上的匹配電容。用小螺絲刀調節之，直到上下兩邊的波形都水平，沒有過衝為止。當然，可能由於示波器探頭質量的問題，可能調不到完全無失真的效果，這時只能調到最佳效果了。

　　3、另外就是示波器探頭上還有一個選擇量程的小開關：X10和X1。當選擇X1檔時，信號是沒經衰減進入示波器的。而選擇X10檔時，信號是經過衰減到1/10再到示波器的。因此，當使用示波器的X10檔時，應該將示波器上的讀數擴大10倍（有些示波器，在示波器端可選擇X10檔，以配合探頭使用，這樣在示波器端也設置為X10檔後，直接讀數即可）。當我們要測量較高電壓時，就可以利用探頭的X10檔功能，將較高電壓衰減後進入示波器。另外，X10檔的輸入阻抗比X1檔要高得多，所以在測試驅動能力較弱的信號波形時，把探頭打到X10檔可更好的測量。但要注意，在不甚明確信號電壓高低時，也應當先用X10檔測一下，確認電壓不是過高后再選用正確有量程檔測量，養成這樣的習慣是很有必要的，不然，哪天萬一因為這樣損壞了示波器，要後悔就來不及了。經常有人提問，為什麼用示波器看不到晶振引腳上的波形？一個可能的原因就是因為使用的是探頭的X1檔，這時相當於一個很重的負載（一個示波器探頭使用×1檔具有上百pF的電容）並聯在晶振電路中，導致電路停振了。正確的方法應該是使用探頭的X10檔。這是使用中應當注意的，即使不停振，也有可能因過度改變振蕩條件而看不到真實的波形了。

　　

　　4、示波器探頭在使用時，要保證地線夾子可靠的接了地（被測系統的地，非真正的大地），不然測量時，就會看到一個很大的50Hz的信號，這是因為示波器的地線沒連好，而感應到空間中的50Hz工頻市電而產生的。如果你發現示波器上出現了一個幅度很強的50Hz信號（我國市電頻率為50Hz，國外有60Hz的），這時你就要注意下看是否是探頭的地線沒連好。由於示波器探頭經常使用，可能會導致地線斷路。檢測方法是：將示波器調節到合適的掃描頻率和Y軸增益，然後用手觸摸探頭中間的探針，這時應該能看到波形，通常是一個50Hz的信號。如果這時沒有波形，可以檢查是否是探頭中間的信號線是否已經損壞。然後，將示波器探頭的地線夾子夾到探頭的探針（或者是鉤子）上，再去用手觸摸探頭的探針，這時應該看不到剛剛的信號（或者幅度很微弱），這就說明探頭的地線是好的，否則地線已經損壞。通常是連接夾子那條線斷路，通常重新焊上即可，必要時可更換，注意連接夾子的地線不要太長，否則容易引入幹擾，尤其是在高頻小信號環境下。示波器探頭的地線夾子應該要靠近測量點，尤其是測量頻率較高、幅度較小的信號時。因為長長的地線，會形成一個環，它就像一個線圈，會感應到空間的電磁場。另外系統中的地線中電流較大時，也會在地線上產生壓降，所以示波器探頭的地線應該連接到靠近被測試點附近的地上。

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