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當(dāng)信號頻率提高或邊沿速度降低時(shí)，探頭電容的特性就相當(dāng)于一個(gè)短路電路，使電流流入低阻抗探頭。在信號的高頻階段，電容電抗是產(chǎn)生電路負(fù)載的主要因素，可能會引起電路故障，因?yàn)榇藭r(shí)電路不能驅(qū)動(dòng)足夠的電壓裕量。

電容負(fù)載是導(dǎo)致探頭相關(guān)測量誤差的主要根源，因?yàn)樗鼤绊懮仙拖陆禃r(shí)間、帶寬以及邊沿到邊沿時(shí)間的測量結(jié)果。電容負(fù)載可以通過引發(fā)指數(shù)響應(yīng)（圖 3）來改變測量波形的形狀，從而消除毛刺、減少振鈴和過沖，或減緩測量邊沿速度，使其恰好可以用來完成建立保持時(shí)間的違規(guī)設(shè)置。

圖 2. 電阻負(fù)載降低測量信號的幅度但未改變其形狀。

圖 3. 電容負(fù)載通過引發(fā)指數(shù)響應(yīng)改變測量信號波形。

圖 4 顯示了高達(dá) 6 GHz 的 1158A 探頭輸入阻抗。您可以看到在 1-MHz 以下的低頻階段中，探頭輸入阻抗主要由探頭直流電阻分量決定（100 kΩ）。隨著信號頻率的提高，電容電抗逐漸成為影響電路負(fù)載的主要分量。在 2-GHz 時(shí)， 1158A 的阻抗達(dá)到最低水平 165-Ω，此值由探針電阻器決定。

我們可以用 25-Ω 信號源生成的具有超快速邊沿的數(shù)字信號為例（見圖 5），說明這些探頭因素如何影響測量波形和被測電路。您可以看到，當(dāng)探頭連接被測電路時(shí)，信號波形因探頭輸入阻抗而改變。

電感負(fù)載在測量信號中以振鈴形式出現(xiàn)（見圖 6）。產(chǎn)生振鈴的信號源為 LC 電路，由探頭內(nèi)部電容以及接地引線和探針的電感組成。通常在進(jìn)行任何類型的示波器測量時(shí)， 都應(yīng)選用盡量短的接地引線。這樣能夠減少電感，而且可以將振鈴頻率移至示波器和探頭帶寬之外，從而盡量減少對測量的影響。

圖 4. 增加頻率可以改變 1158A 探頭的輸入阻抗。

圖 5. 探頭在高頻條件下造成電路負(fù)載并且延長電路產(chǎn)生全電壓的時(shí)間。

探頭傳輸響應(yīng)

影響探頭輸入阻抗并使探頭傳輸響應(yīng)發(fā)生變化的寄生參數(shù)，通常被稱為探頭的傳輸響應(yīng)。這種傳輸響應(yīng)定義為探頭輸出電壓與探頭輸入電壓的比率（Vout/Vin-），通常用幅度（dB）/ 頻率圖形來顯示。

在傳輸響應(yīng)低于 -3dB 或幅度降至 70.7% 時(shí)，探頭帶寬為連續(xù)頻段（圖 -6）。在探頭帶寬之外的頻率上，信號幅度將過度衰減，并且使測量結(jié)果難以預(yù)測。

圖 6. 帶寬是指當(dāng)儀器的傳輸響應(yīng)降低 3 dB 時(shí)的連續(xù)頻段。

在示波器探頭帶寬范圍內(nèi)示波器選用，您可以看到探頭輸出信號與探針輸入信號非常相符，偏差最小，因此您在示波器屏幕上看到的波形就是探針輸入端的信號。

在頻域中，探頭在盡量減少對信號的影響的條件下從輸入端到輸出端傳輸信號的能力， 表現(xiàn)為在整個(gè)探頭帶寬內(nèi)傳輸響應(yīng)都非常平坦（0-dB）。但是在實(shí)際條件下這很難實(shí)現(xiàn)。當(dāng)探頭與被測電路連接后，物理連接的寄生效應(yīng)和探頭內(nèi)部元件能夠形成諧振電路，其諧振頻率低于探頭帶寬（圖 -7）。該帶內(nèi)諧振將引起探頭輸出信號與輸入信號產(chǎn)生差異， 并以過沖和振鈴形式在測量波形上顯示。