本文我們開么見山，來看一下示波器測試探頭對信號(hào)的影響。我們用仿真軟件來模擬一下在測試10MHz時(shí)鐘信號(hào)和100MHz兩種信號(hào)時(shí)，無源探頭和有源探頭的測試誤差。我們按照如下拓?fù)鋪碜鳛樾盘?hào)原始波形：10MHz的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和波形如下：

100MHz的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和波形如下：

下面我們來看一下無源探頭的結(jié)構(gòu)：

探頭前端是9Mohm的電阻和一個(gè)電容，中間是探頭線纜和一個(gè)補(bǔ)償電容，最后是示波器內(nèi)部的輸入阻抗1Mohm以及一個(gè)輸入電容；這樣就構(gòu)成了一個(gè)10x的無源探頭，從結(jié)構(gòu)中也可以看出，這里并沒有阻抗的端接，而且有一些電容的引入，因此有必要考慮其對信號(hào)的印象；我們在仿真軟件中搭建上述結(jié)構(gòu)：

紅色框內(nèi)即為探頭結(jié)構(gòu)；下面我們來看一下無源探頭探測出來的波形：10MHz波形如下：

可以看到，這種10x的探頭將電壓縮小了10倍，示波器正是用這種方式來探測較大的電壓；我們?yōu)榱朔奖銓Ρ炔ㄐ危覀儼巡ㄐ畏糯?0倍：

可以看到波形的邊沿變緩了，這正是前文分析的探頭電容的影響，10MHz信號(hào)大概將信號(hào)邊沿(20%~80%)變緩了200ps(見下圖)；

100MHz信號(hào)大概將信號(hào)邊沿(20%~80%)變緩了240ps(見下圖)，而這是不太能接受的。

下面來看一下有源探頭的結(jié)構(gòu)：

從探頭結(jié)構(gòu)中我們可以看到有源探頭影響探測結(jié)果的主要是等效的并聯(lián)電容；我們在仿真軟件中搭建上述結(jié)構(gòu)：

紅色框中即為有源探頭等效結(jié)構(gòu)；下面我們來看一下有源探頭探測出來的波形：

可以看到，由于示波器選擇的是50ohm輸入阻抗，因此整個(gè)電壓被壓縮了一半，示波器可以通過放大器進(jìn)行放大，我們這里就不討論這個(gè)問題了，直接將50ohm電阻dis掉，以觀察電容對波形的影響；

10MHz信號(hào)邊沿(20%~80%)變緩了10ps(見下圖)；

100MHz信號(hào)邊沿(20%~80%)變緩了25ps；

可以看到有源探頭對信號(hào)邊沿的影響要小得多，我們直觀的對比一下無源探頭和有源探頭對信號(hào)邊沿(20%~80%)的影響：10MHz信號(hào)對比如下，二者相差220ps：

100MHz信號(hào)對比如下，二者相差220ps：

當(dāng)然這里還沒有考慮探頭接地線的影響；因此有源探頭更適合高速信號(hào)的測量，所以建議幾十MHz以上的信號(hào)盡量都用對地電容比較低、帶寬足夠的有源探頭進(jìn)行測試，以減小測試引入的干擾。