前天，有個(gè)客戶咨詢，問了這樣一個(gè)問題：一個(gè)200M帶寬的示波器，配一個(gè)200M帶寬的無源探頭，能行嗎?帶寬會(huì)不會(huì)降低到140M?那么今天，就從這個(gè)問題出發(fā)，跟大家來聊一聊如何選擇合適的示波器探頭呢?示波器探頭的帶寬對(duì)示波器有何影響呢？

一、示波器帶寬

對(duì)常常跟數(shù)字示波器接觸的電器工程師而言，數(shù)字示波器的網(wǎng)絡(luò)帶寬可謂是她們最關(guān)注的指標(biāo)之一。帶寬直接關(guān)系信號(hào)的功率高保真和檢測(cè)的精確度。大家通常說的帶寬就是指-3dB帶寬，如下圖1所顯示。在200M帶寬的數(shù)字示波器上鍵入200M的正弦波形，本質(zhì)上其力度就會(huì)下降3dB。但是，倘若對(duì)這時(shí)精確測(cè)量過的信號(hào)幅度除于0.707，想借此得到真實(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)幅度，得出的結(jié)論卻不一定恰當(dāng)。由于事實(shí)上，數(shù)字示波器在設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保帶寬參數(shù)和減少信號(hào)失真，在帶內(nèi)的信號(hào)衰減力度一般會(huì)低于3dB。因此，200M帶寬是一個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)，確保對(duì)200M之內(nèi)的正弦波形力度的損耗不得超過3dB，以獲取比較好的精確測(cè)量置信水平。

圖-1 帶寬定義為響應(yīng)曲線中幅度下降3dB的頻率

二、探頭的帶寬

示波器要進(jìn)行測(cè)量必須使用探頭，示波器探頭的帶寬對(duì)示波器有著怎樣的影響?下面我們針對(duì)應(yīng)用最為廣泛的高阻無源探頭進(jìn)行分析。高阻無源探頭有不同的衰減比例，如1×、10×、100×等，即使是同一個(gè)探頭，在不同的衰減檔位下，帶寬也不一樣，使用時(shí)應(yīng)注意。如ZP1025S在1×檔位下的帶寬為10M，而在10×檔位下的帶寬為250M，如圖2所示。那么ZP1025S切換到10×檔位后接到ZDS2022帶寬為200M的示波器上，系統(tǒng)的整體帶寬是多少?答案是：仍然是200M。

圖-2 示波器探頭ZP1025S

我們來實(shí)測(cè)驗(yàn)證一下，把探頭ZP1025S連接到ZDS2022示波器上，通過探頭測(cè)量一個(gè)頻率為200M，有效值為200mV的正弦波，測(cè)量結(jié)果如圖3所示，頻率為200M，有效值為161mV，衰減了約2dB。從而，探頭與示波器組成的系統(tǒng)，帶寬仍然達(dá)到了200M。值得注意的是，對(duì)200M的信號(hào)并非衰減越小越好，這會(huì)帶來其他方面的問題。

圖-3 對(duì)200M正弦波的實(shí)測(cè)驗(yàn)證

探頭選用的原則是，探頭的帶寬應(yīng)不低于示波器帶寬，以保證連接到示波器上之后可以充分利用示波器的帶寬。當(dāng)探頭的帶寬低于示波器帶寬時(shí)，系統(tǒng)的帶寬會(huì)受限于探頭帶寬，并可能產(chǎn)生額外的波形畸變，這種畸變是由于探頭與示波器不匹配造成的。使用示波器廠家推薦的探頭，可以避免由于探頭與示波器不匹配造成的額外波形畸變，并在探頭帶寬不低于示波器帶寬時(shí)，保證示波器帶寬擴(kuò)展到探尖。

回到前面的問題：一個(gè)200M帶寬的示波器，配一個(gè)200M帶寬的無源探頭，能行嗎?帶寬會(huì)不會(huì)降低到140M?通過上面的講解，您應(yīng)該很容易得到答案：這樣的配置是可行的，帶寬不會(huì)降低到140M，但為保證200M的可用帶寬，及避免額外的波形畸變，應(yīng)盡可能用示波器廠家推薦的探頭。

審核編輯黃宇