而當(dāng)采用示波器進(jìn)行測量時(shí)，由于示波器的輸入電阻和寄生電容，會(huì)使得此時(shí)的等效電路圖如下圖所示：

圖 6  探頭接入等效示意圖

可以看出，此時(shí)測量點(diǎn)電壓為：V_out=V_sig×(R_L ||R_in ||（1/(C_in×s)）)/(R_L ||R_in ||（1/(C_in×s)）+R_s )；

其中R_in為輸入阻抗，C_in為寄生電容，s代表頻率?？梢钥闯觯藭r(shí)測試點(diǎn)的電壓已經(jīng)發(fā)生了變化，這導(dǎo)致了探頭接入前后，信號本身已經(jīng)發(fā)生了改變。通過公式可以看出，R_in越大，對信號影響越小。而1/(C_in×s)這項(xiàng)是寄生電容與測量信號頻率的乘積的倒數(shù)，當(dāng)測試信號頻率越高，則這項(xiàng)的影響就越大，要想降低該項(xiàng)的影響，只能盡量降低寄生電容C_in的容值。

下圖為×1探頭的模型：

圖 7  ×1探頭模型圖

由于探頭一定要有一段線，否則將不方便測量，而且線的長度一般都會(huì)超過1米。這導(dǎo)致了其寄生電容非常大，大約為100pF左右。在測量高頻信號時(shí)會(huì)產(chǎn)生了很大的負(fù)載效應(yīng)。我們再來看一下×10的探頭模型：

圖 8  ×10探頭模型圖

可以看出，×10探頭的輸入電容C_in是10pF與后面電容的串聯(lián)，按電容串聯(lián)公式計(jì)算可知，C_in一定是小于10pF的，遠(yuǎn)小于×1探頭的輸入電容，且Rin已經(jīng)增加到10MΩ。所以×10探頭就有更小的寄生電容，更高的輸入電阻，從而大大減小了探頭的負(fù)載效應(yīng)。

所以測量高速信號時(shí)，需要選擇×10或者更高衰輸入阻抗的探頭。

三、接地方式的選擇

傳統(tǒng)的使用習(xí)慣上，示波器的接地方式就是那根長長的接地夾線。這種接地方式，確實(shí)是一種簡單方便的接地方式，但是卻并不是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、?zhǔn)確的接地方式。

圖 9  接地夾線示意圖

由于地夾線比較長，其會(huì)形成一個(gè)寄生電感L_gnd，隨著夾線的增長，這個(gè)電感也會(huì)增大，而這個(gè)回路電感會(huì)和示波器探頭的輸入電容C_in產(chǎn)生諧振。這就導(dǎo)致示波器的幅頻特性變得不平坦，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。下圖為使用接地夾時(shí)的等效電路。

圖 10  接地夾線等效電路圖

下圖為用該等效電路仿真出的頻譜特性曲線：

圖 11  頻譜特性曲線圖