理想情況下，所有探頭都應(yīng)該是一條不會(huì)對(duì)被測(cè)設(shè)備產(chǎn)生任何干擾的導(dǎo)線，這樣才能精確復(fù)制被測(cè)信號(hào)。但現(xiàn)實(shí)情況是，探頭會(huì)給電路帶來負(fù)載效應(yīng)，探頭上的電阻、電容和電感元件可能改變被測(cè)電路的響應(yīng)。又因?yàn)槊總€(gè)電路不盡相同，每次探測(cè)設(shè)備，需要選擇對(duì)測(cè)量影響最小的探頭，這是成功測(cè)量的關(guān)鍵。

以下這些錯(cuò)誤，是大家在測(cè)量過程中最常見的，請(qǐng)牢記它們并在平時(shí)的測(cè)量中規(guī)避這些錯(cuò)誤，以便獲得更精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果。

常見錯(cuò)誤一：沒有校準(zhǔn)探頭

探頭在交付之前已進(jìn)行校準(zhǔn)，但沒有針對(duì)示波器前端進(jìn)行校準(zhǔn)。如果它們未在示波器輸入端上進(jìn)行校準(zhǔn)，就無法得到測(cè)量結(jié)果。有源探頭和無源探頭的情況也略有不同。

若有源探頭沒有針對(duì)示波器進(jìn)行校準(zhǔn)，則將看到垂直電壓測(cè)量結(jié)果和上升沿時(shí)序（及可能的一些失真）出現(xiàn)差異。大多數(shù)示波器具有參考或輔助輸出功能，還配有指南來引導(dǎo)您完成探頭校準(zhǔn)。

無源探頭可以調(diào)節(jié)探頭的可變電容，使補(bǔ)償與正在使用的示波器輸入完美匹配。大多數(shù)示波器都有可以用于校準(zhǔn)或參考的方波輸出。探測(cè)這個(gè)連接，檢查波形是否為方形。根據(jù)需要調(diào)整可變電容，以消除所有下沖或過沖。

常見錯(cuò)誤二：增加探頭負(fù)載效應(yīng)

只要將探頭連接到示波器并與設(shè)備接觸，探頭就會(huì)成為電路的一部分。探頭對(duì)設(shè)備施加的電阻、電容和電感負(fù)載效應(yīng)會(huì)影響你在示波器屏幕上看到的信號(hào)。這些負(fù)載效應(yīng)可能會(huì)改變被測(cè)電路的工作狀態(tài)。探頭的基本電路如下圖：

通常，探針的輸入線或引線越長(zhǎng)，帶寬減小得就越大。較窄帶寬的測(cè)量可能不會(huì)受到太大影響，但在進(jìn)行較寬帶寬的測(cè)量時(shí)，特別是在 1 GHz 以上時(shí)，需要謹(jǐn)慎選擇使用的探針和附件。隨著探頭帶寬降低，將失去測(cè)量快速上升時(shí)間的能力。為了進(jìn)行最準(zhǔn)確的測(cè)量，最好使用盡量短的探針。另外，保持接地線盡量短并靠近系統(tǒng)接地點(diǎn)，也可以確?？芍貜?fù)和準(zhǔn)確的測(cè)量。

如果必須在探針上添加導(dǎo)線才能接觸到難以到達(dá)的探測(cè)點(diǎn)，那么最好為探針添加一個(gè)電阻，以減弱所添加的導(dǎo)線引起的諧振。

常見錯(cuò)誤三：沒有充分利用差分探頭

許多人只在探測(cè)差分信號(hào)時(shí)才使用差分探頭，卻不知道在探測(cè)單端信號(hào)時(shí)也可以使用差分探頭來節(jié)省時(shí)間和金錢，同時(shí)提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

差分探頭可以進(jìn)行與單端探頭相同的測(cè)量，并且由于差分探頭在兩個(gè)輸入端上有共模抑制，所以差分測(cè)量結(jié)果的噪聲大為減少。這將幫助你看到被測(cè)設(shè)備信號(hào)更優(yōu)的表示，而不會(huì)被探測(cè)所增加的隨機(jī)噪聲誤導(dǎo)。

常見錯(cuò)誤四：選擇了錯(cuò)誤的電流探頭

大電流測(cè)量：如果使用鉗形探頭測(cè)量大電流(10A - 3000A)，那么設(shè)備必須足夠小，鉗形探頭才能夾住它；如果設(shè)備太大鉗形探頭無法夾住，那么工程師可能會(huì)想辦法在探頭鉗夾上添加額外的導(dǎo)線，但這會(huì)改變被測(cè)設(shè)備的特性。

最好的解決方案是使用具有柔性回路探頭前端的大電流探頭，叫做Rogowski線圈，可以纏繞到任何設(shè)備上，還能幫你在不添加未知特性元器件的情況下探測(cè)設(shè)備，使測(cè)量結(jié)果保持高度的信號(hào)完整性。其測(cè)量范圍涵蓋從 mA 級(jí)到數(shù)百 kA 的大電流。但它只測(cè)量交流電流，且靈敏度也低于某些電流探頭。

小電流測(cè)量：使用垂直標(biāo)度較大的示波器設(shè)置，可以測(cè)量大信號(hào)，但小電流信號(hào)將被測(cè)量噪聲掩蓋；使用較小的垂直標(biāo)度設(shè)置，那么大信號(hào)會(huì)削波，測(cè)量結(jié)果也將失真并失效。選擇具有足夠靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的小電流探頭，不僅能夠測(cè)量從 μA 到 A 的寬量程，還可以使用多個(gè)放大器同時(shí)查看大小電流偏差。探頭中的兩個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃?/u>允許你設(shè)置放大視圖以查看小電流波動(dòng)，還可以縮小視圖以同時(shí)查看大電流尖峰。

常見錯(cuò)誤五：在紋波和噪聲

測(cè)量期間錯(cuò)誤地處理直流偏置

直流電源上的紋波和噪聲是由較大直流信號(hào)上的小交流信號(hào)形成的。當(dāng)直流偏置較大時(shí)，可能需要在示波器上使用較大的每格電壓設(shè)置才能在屏幕上顯示信號(hào)。與小交流信號(hào)相比，這樣做會(huì)降低測(cè)量的靈敏度并增加噪聲。如果使用隔直流電容器來解決這個(gè)問題，那么將阻隔部分低頻交流內(nèi)容而無法觀察到信號(hào)在經(jīng)過設(shè)備上的元器件時(shí)發(fā)生的變化。

使用具有較大偏置功能的電源探頭，可以將波形置于屏幕中間，而無需移除直流偏置。這樣可以讓整個(gè)波形都顯示在屏幕上，同時(shí)保持垂直標(biāo)度較小且處于放大狀態(tài)。通過這些設(shè)置，你可以查看瞬態(tài)、紋波和噪聲的細(xì)節(jié)。

常見錯(cuò)誤六：未知的帶寬限制

在進(jìn)行重要測(cè)量時(shí)，務(wù)必選擇具有足夠帶寬的探頭。帶寬不足會(huì)使信號(hào)失真，令你很難做出明智的工程測(cè)試或設(shè)計(jì)決定。

普遍接受的帶寬計(jì)算公式為：評(píng)測(cè)從 10% 到 90% 的上升沿時(shí)，帶寬乘以上升時(shí)間等于 0.35。

值得注意的是，整個(gè)系統(tǒng)帶寬也是需要考慮的重要因素。通過探頭和示波器的帶寬確定系統(tǒng)帶寬。計(jì)算公式如下：

常見錯(cuò)誤七：被掩蓋的噪聲影響

探頭和示波器的噪聲可能會(huì)導(dǎo)致被測(cè)設(shè)備的噪聲顯得更大。選擇具有合適衰減比的探頭，將會(huì)減小探頭和示波器所添加的噪聲，從而獲得更準(zhǔn)確的信號(hào)，更清晰地查看被測(cè)設(shè)備的情況。

有一種方法可以簡(jiǎn)單地估算探頭噪聲大小，就是從探頭的技術(shù)資料或手冊(cè)中檢索該探頭的衰減比和探頭噪聲電平。許多探頭制造商將探頭噪聲描述為等效輸入噪聲(EIN)，并以 Vrms 為單位表示。較高的衰減比使您可以測(cè)量較大的信號(hào)，但缺點(diǎn)是示波器將檢測(cè)到這些比率并同時(shí)放大信號(hào)及其噪聲。

每個(gè)電路和測(cè)試環(huán)境都各不相同。在一個(gè)環(huán)境中有效的探頭，在另一個(gè)環(huán)境中不一定仍有效。因此，你必須了解在每個(gè)測(cè)試場(chǎng)景中使用哪種工具和技術(shù)才可以得到準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。