如今的高端測試裝置的功能已經達到令人驚嘆的水平。比如力科最新推出的實時帶寬高達60GHz的LabMaster 10Zi系列示波器和Agilent帶寬高達32GHz的Infiniium 90000X系列。這些儀器可以為測試臺提供大量測量功能。它們可以展示上升和下降時間像閃電一樣快的信號的每一個細節(jié)。

但是如果沒有同樣強大的探測系統(tǒng)的話，這些示波器的強大功能就無法體現(xiàn)了。測試工程師需要的最后一個工具就是探頭，它會影響測試工程師的測量，否則就無法提供示波器提供給測試工程師的全部帶寬。

幸運的是，如今的高端探頭的設計規(guī)避了這些問題。不僅探頭可以運行這些測試裝置的功能，軟件還可以增加功能和其他配件。

不斷增加的探測帶寬

這里以Infiniium 90000X系列示波器為例，InfiniiMax III(N2800A-N2803A)是該公司第三代InfiniiMax高性能探測系統(tǒng)。提供四個帶寬在16至30GHz之間的探頭放大器型號。各種探頭支持使用瀏覽器、零插力(ZIF)探頭前端、2.92mm或3.5mm表面組裝(SMA)電纜或焊入式探頭前端進行的連接。

是什么在推動探頭放大器帶寬的不斷增加呢?從事新興有線通信標準和高速串行數(shù)據鏈路(比如USB、SAS或PCI Express)相關工作的工程師使用Infiniium 90000X系列等示波器捕獲快速的單次事件，進行抖動等關鍵測量，同時確保符合行業(yè)標準，以保證互操作性。隨著數(shù)據速率在接下來的幾年里擴展到10Gbps以上，探頭帶寬將成為進行此類高帶寬測量的關鍵因素。

安捷倫采用專有的磷化銦(InP)工藝和最先進的薄膜封裝技術，在嚴格的幾何限制下實現(xiàn)這些探頭的性能。InfiniiMax III瀏覽器采用“十字形”刀片接地系統(tǒng)以實現(xiàn)較低電感的接地，采用多晶形鐵粉繞線同軸探頭前端減少駐波，并采用極低寄生電感的可更換電阻探頭前端實現(xiàn)30GHz的性能。

高壓要求

電動汽車和混合動力汽車、工業(yè)應用、照明、太陽能和計算機服務器等各種應用中的功率測量要求正變得越來越具有挑戰(zhàn)性。這些新興電源技術要求探頭能夠同時滿足高壓和低壓的測量要求。使用給定示波器供電的探頭一般不適用于同等的高壓器件。

為此，泰克(Tektronix)公司最近推出了四款高壓探頭，并對三款現(xiàn)有的探頭產品進行了大幅升級，以在帶寬、動態(tài)范圍和輸入阻抗特性方面滿足市場要求。泰克的THDP、TMDP和P52XXA系列高壓探頭可以滿足這三個主要領域的要求。

一方面，如今的電源設計正在采用絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等更快的開關器件。THDP0200和TMDP0200等更高帶寬的探頭可以捕獲到轉換速率很快的信號，從而使設計工程師能夠輕松地精確測量這些新型設計。

另一方面，這些探頭可以解決傳統(tǒng)探頭在動態(tài)范圍方面的不足，使設計工程師能夠使用同樣的探頭測量高壓信號及其引起的噪聲和紋波分量。THDP0100具有該系列最大的動態(tài)范圍以及±6000V的差分電壓和共模規(guī)格。

最后，當探頭連接至電路時，它們可能會潛在地改變電路的行為和屏蔽問題。泰克的高壓探頭通過提供高壓探頭能夠提供的最高電阻性和最低電容性負載，從而最大限度地緩解了這個問題。例如，升級后的P5210A和新型THDP0100都可以提供40MΩ的電阻和不到2.5pF的電容性負載。

TMDP和THDP通過大多數(shù)泰克中檔示波器采用的泰克多功能探頭接口(VPI)架構連接至泰克示波器。VPI架構可實現(xiàn)示波器與探頭之間的雙向智能通信。為了最大限度地提高高壓應用中用戶的安全性，這些探頭均符合EN61010-031要求。

有源探頭的特性

工程師應通過各種無源和有源探頭，從而充分利用示波器。確定哪一種探頭最適合用于給定的應用并不容易。不過安捷倫在其N2795A/N2796A系列中提供了新一代1至2GHz單端有源探頭

N2795A/96A采用AutoProbe接口(與安捷倫的InfiniVision和Infiniium示波器兼容)供電。這些探頭整合了通用高速探測(特別是數(shù)字系統(tǒng)設計、元器件設計/特性分析和教育研究應用)所需的諸多特性。

這些探頭的一個重要特性是其1MΩ的輸入電阻和1pF的極低輸入電容，可支持待測器件(DUT)的超低負載。再加上極高的信號保真度，使得這些探頭適合用于如今的大多數(shù)數(shù)字邏輯電壓。這些探頭還具有寬動態(tài)范圍(±8 V)和偏移范圍(N2796A為±12V，N2796A為±8V)。

根據環(huán)境進行改變

示波器廠商一般傾向于用戶用自己的探頭與他們的示波器配合使用，但是這并不總是能夠實現(xiàn)，甚至是不可取的。為此，測試裝置供應商一般提供適配器，這樣你就可以將一個探頭與另一個示波器配合使用。

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審核編輯;湯梓紅