無源探頭和有源探頭哪個(gè)更適合高速信號？

在實(shí)際測量中，無源探頭和有源探頭哪個(gè)更適合高速信號呢?今天我們就用一則實(shí)例來為大家講解一下。

我們先來觀察一下用600MHz無源探頭和1.5GHz有源探頭測試1ns上升時(shí)間階躍信號的影響。使用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)1ns的階躍信號，通過測試夾具后，使用SMA電纜直接連接到一個(gè)1.5GHz帶寬的示波器上，這樣示波器上會(huì)顯示一個(gè)波形(如下圖中的蘭色信號)，把這個(gè)波形存為參考波形。

然后使用探頭點(diǎn)測測試夾具去探測被測信號，通過SMA直連的波形因?yàn)槭芴筋^負(fù)載的影響而變成黃色的波形，探頭通道顯示的是綠色的波形。然后分別測試上升時(shí)間，可以看出無源探頭和有源探頭對高速信號的影響。

圖：無源探頭和有源探頭對被測信號和測量結(jié)果的影響

具體測試結(jié)果如下：

使用1165A 600MHz無源探頭，使用鱷魚嘴接地線：受探頭負(fù)載的影響，上升時(shí)間變?yōu)椋?.9ns;探頭通道顯示的波形存在振鈴，上升時(shí)間為：1.85ns;

使用1156A 1.5GHz有源探頭，使用5cm接地線：受探頭負(fù)載的影響較小，上升時(shí)間仍為：1ns;探頭通道顯示的波形與原始信號一致，上升時(shí)間仍為：1ns。

單端有源探頭結(jié)構(gòu)圖如下，使用放大器實(shí)現(xiàn)阻抗變換的目的。單端有源探頭的輸入阻抗較高(一般達(dá)100Kohm以上)，而輸入電容較小(一般小于1pf)，通過探頭放大器后連接到示波器，示波器必須使用50ohm輸入阻抗。

有源探頭帶寬寬(現(xiàn)在可達(dá)30GHz)，而負(fù)載小，但是價(jià)格相對較高(一般每根探頭達(dá)到同樣帶寬示波器價(jià)格的10%左右)，動(dòng)態(tài)范圍較小(這個(gè)需要注意，因?yàn)槌^探頭動(dòng)態(tài)范圍的信號，不能正確測試。一般動(dòng)態(tài)范圍5V左右)，比較脆弱，使用需小心。

圖：有源探頭結(jié)構(gòu)

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審核編輯黃宇