有源探頭由于包含了類似晶體管和放大器的有源部件，需要供電支持，因此稱作有源探頭。最常見(jiàn)的情況下，有源設(shè)備是一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管（PET），它提供了非常低的輸入電容，低電容會(huì)在更寬的頻段上導(dǎo)致高輸入阻抗。有源FET探頭的規(guī)定帶寬一般在500MHz～4GHz之間。除帶寬更高外，有源FET探頭的高輸入阻抗允許在阻抗未知的測(cè)試點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，而產(chǎn)生負(fù)荷效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)要低得多。另外，由于低電容降低了地線影響，可以使用更長(zhǎng)的地線。有源FET探頭沒(méi)有無(wú)源探頭的電壓范圍。有源探頭的線性動(dòng)態(tài)范圍一般在±0.6V到±10V之間。

有源探頭差分探頭

差分探頭測(cè)量的是差分信號(hào)。差分信號(hào)是互相參考，而不是參考接地的信號(hào)。差分探頭可測(cè)量浮置器件的信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它是兩個(gè)對(duì)稱的電壓探頭組成，分別對(duì)地段有良好絕緣和較高阻抗。差分探頭可以在更寬的頻率范圍內(nèi)提供很高的共模抑制比（CMRR）。差分信號(hào)和普通的單端信號(hào)走線相比，最明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí)，幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上，而接收端關(guān)心的只是兩信號(hào)的差值，所以外界的共模噪聲可以被最大程度抵消。

能有效抑制EMI，同樣的道理，由于兩根信號(hào)的極性相反，他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。

時(shí)序定位精確，由于差分信號(hào)的開(kāi)關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn)，而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時(shí)序上的誤差，同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。目前流行的LVDS就是指這種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。

差分放大原理是指一對(duì)信號(hào)同時(shí)輸入到放大電路中，然后相減，得到原始信號(hào)。差分放大器是由兩個(gè)參數(shù)特性相同的晶體管用直接耦合方式構(gòu)成的放大器。若兩個(gè)輸入端上分別輸入大小相同且相位相同的信號(hào)時(shí)，輸出為零，從而克服零點(diǎn)漂移。

差分探頭原理圖

電流探頭也許你會(huì)想，用電壓探頭測(cè)得電壓值，除以被測(cè)阻抗值，很容易就可以獲得電流值，為啥要專門(mén)搞個(gè)電流探頭來(lái)測(cè)？因?yàn)閷?shí)際上，這種測(cè)量引入的誤差非常之大，我們一般不采用電壓換算電流的方法。電流探頭可以精確測(cè)得電流波形，方法是采用電流互感器輸入，信號(hào)電流磁通經(jīng)互感變壓器變換成電壓，再由探頭內(nèi)的放大器放大后送到示波器。電流探頭基本上又分成兩類， 交流電流探頭和交直流電流探頭，交流電流探頭通常是無(wú)源探頭，無(wú)需外接供電，而交直流電流探頭通常是有源探頭。傳統(tǒng)電流探頭只能測(cè)量交流交流信號(hào)，因?yàn)榉€(wěn)定的直流電流不能在互感器中感應(yīng)電流。交流電流在互感器中，隨著電流方向的變化，產(chǎn)生電場(chǎng)的變化，并感應(yīng)出電壓。然而，利用霍爾效應(yīng)，電流偏流的半導(dǎo)體設(shè)備將產(chǎn)生與直流電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電壓。所以，直流電流探頭是一種有源設(shè)備，需要外接供電。

交直流電流探頭

最后我們來(lái)看幾點(diǎn)和探頭有關(guān)的建議:

對(duì)探頭進(jìn)行正確的補(bǔ)償：不同的示波器輸入電容可能不同，甚至同一臺(tái)示波器不同通道也會(huì)有略微差別。為了解決這個(gè)問(wèn)題，學(xué)會(huì)給探頭補(bǔ)償調(diào)節(jié)是工程師應(yīng)該掌握的最基本的技能。

探頭與被測(cè)電路連接時(shí)，探頭的接地端務(wù)必與被測(cè)電路的地線相聯(lián)。否則在懸浮狀態(tài)下，示波器與其他設(shè)備或大地間的電位差可能導(dǎo)致觸電或損壞示波器、探頭或其他設(shè)備。

盡量將探頭的接地導(dǎo)線與被測(cè)點(diǎn)的位置鄰近。接地導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)引起振鈴或過(guò)沖等波形失真

對(duì)于兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)都不處于接地電位時(shí)，要進(jìn)行“浮動(dòng)”測(cè)量，也稱差分測(cè)量，要使用專業(yè)的差分探頭。

探頭對(duì)示波器的測(cè)量至關(guān)重要，首先要求探頭對(duì)探測(cè)的電路影響必須達(dá)到最小，并希望對(duì)測(cè)量值保持足夠的信號(hào)保真度。如果探頭以任何方式改變信號(hào)或改變電路運(yùn)行方式，示波器看到實(shí)際信號(hào)會(huì)失真比較嚴(yán)重，進(jìn)而可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的或者誤導(dǎo)性的測(cè)量結(jié)果。通過(guò)以上介紹得出，探頭的選購(gòu)和正確使用有許多值得我們注意的地方。