【技术】高速有源差分探头连接和使用方法

时间： 2023-06-12 来源：是德科技KEYSIGHT公众号

看过前面几期示波器探头文章的小伙伴应该已经熟悉了在示波器上最常用的标配，那就是无源探头。无源探头大多有很宽的电压测试范围，带宽也可以做到几百兆甚至上GHz。除此之外，大多数的无源探头在设计的时候还兼顾了耐用，防摔，坚固等特性。

那么我们为什么要设计有源探头呢？

在实际测量中，很多时候需要一种探头，它既有非常高的带宽，同时还有很高的输入阻抗，这就需要有源探头来实现。因为有源探头中有专门的放大器电路，放大器需要供电，所以我们也称之为有源探头。

有源探头有哪些分类？

常见的有源探头分为单端有源探头和差分有源探头，前者一般会留有一个接地插孔，通过地线可以连接被测电路。但这种结构通常会造成环路面积较大，其环路电感会限制测量带宽的使用，造成无法测量高带宽的信号。差分有源探头的好处是使用了差分放大器，可以直接测量高速信号或传输线上的差分信号，同时也有很好的共模抑制比，使得我们可以测量几十G赫兹的高带宽信号。

高带宽有源差分探头在使用的注意事项：

1、测量电压的范围

绝大多数的高带宽有源差分探头无法支持高电压测试。例如1169系列的探头放大器有高达12GHz的带宽，直流偏置为±16V，最大电压为±30V。在测试过程中，如果被测信号幅度超出最大电压范围，可能会对探头造成损坏。

2、探头和示波器的连接

常见的高带宽有源差分探头只能与示波器的镀金焊盘BNC接口连接。连接时要把探头放大器垂直插入示波器输入接口，插入到位后，锁扣会自动闭合，拔出时，需要先松开锁扣，然后垂直拔出。

3、探头前端的连接

根据客户不同测量的场景，通常需要选择不同的前端，是德科技提供非常丰富的前端选择例如：焊接，卡槽，套管，SMA等等。前端可以垂直插入到放大器的连接端，无需旋转，弯曲，挤压。差分前端没有正负之分，但放大器有正负端之分，所以单端探头前端需要插入放大器的正端。

4、工作温度的范围

因为采用了分段式的设计，放大器和前端可以分离，前端相对有更宽的温度范围，如果考虑高低温测试，还可以通过延长电缆，与不同的前端配合使用，温度范围可以扩展到-55℃~+150℃。但放大器则不然，只能在室温下工作。

5、焊接探头的固定方法和使用技巧

a.由于焊接前端非常细也非常的脆弱（材料特性和性价比决定），为了防止外力拉拽造成脱落，通常会对我们的放大器前端和放大器进行固定，可以考虑使用不导电的双面胶带，或少量的低温热胶，切忌使用强力胶。使用低温热胶时，注意不要让热胶和前端接触，以免造成前端损坏，此外放大器附带的尼龙贴合盘可用于固定放大器。

b.焊接探头前端通常配有可替换的匹配焊接电阻，可以在电阻损坏或是脱落时更换备用的焊接电阻，但注意不要在焊接过程中导致前端焊盘脱落，如果脱落只能更换前端。

c.使用差分探头时，注意保护前端的探针，请不要使用探针去刮划电路板上的绿油，氧化层，防腐漆或类似的操作，以免损坏探针，探针尽量垂直于被测点，可以轻轻按压，保证可靠连接，注意使用浏览型前端，可变间距（browser tips）探头的间距要通过旋钮，不能用手直接掰。

贴片器件探头

铜箔就近接地

精细探针

间距可调探头

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