10x無源探頭是我們最常使用的探頭，幾乎每個示波器都標配這種探頭，但是即使這樣，我們對它的認識上還是存在很多誤區，并且錯誤的使用，導致測試結果的不準確，本文將介紹如何避免常見錯誤，并最大程度地利用好無源探頭。

10x無源探頭的最佳用法

使用10x無源探頭時，有五個重要的最佳測量準則要遵守，以獲得10x探頭的最佳性能并避免常見的錯誤：1.    使用示波器前面板上的校準參考信號來補償探頭。2.    始終嘗試使用可最大程度地減小環路電感的前端，較小的彈簧接地線或使用同軸連接DUT，將減少振鈴失真，并將探測帶寬擴展到最高頻率。3.    始終嘗試使用同軸與DUT連接，以減少從本地環境拾取射頻干擾（RF）4.    探測低阻抗源時，考慮增加一個200Ω的串聯電阻，以消除來自前端回路電感和10x探頭輸入電容的振鈴。5.    切記10x探頭的輸入阻抗為9.5pF電容；不是10MΩ。

調整探頭補償

使用10x探頭時，第一步也是最重要的一步是調整其補償，即使對于20 MHz帶寬或上升時間長達50 ns的信號，補償對于使探頭的信號失真最小化也很重要。要檢查探頭補償，將探頭連接到示波器前面板上的Cal參考信號，圖1顯示了HDO4096示波器前面板的連接圖。

顯示的是Cal參考端子的特寫

在Cal端子處是一個1Vpk-pk，1kHz方波，其固有上升時間約為3 ns，源阻抗為800歐姆，高阻抗是一項安全特征，可防止探頭的接地夾意外連接至Cal信號輸出引腳，在這種情況下，電流被限制在1 mA左右，不會對探頭、示波器或操作人員造成危險。

用電纜插頭端的螺釘對10倍無源探頭進行補償

每個示波器都可以將此上升時間短的1 kHz信號作為參考信號來調整10x探頭的補償，示波器探頭補償可以通過探頭末端的小定位螺釘進行調節。正確調整補償后，測得的方波將看起來像平坦的方波，但是，當探頭補償不足或補償過度時，平坦邊緣會變形（圖3）。

從上到下顯示的是相同的10x探頭在不同的補償設置下測得的Cal信號：過補償，正確補償，欠補償

考慮到可以在此1kHz方波中看到補償的影響，可以證明，即使對于低速信號，補償也很重要，在使用任何10x無源探頭之前，請務必使用方波Cal信號檢查其補償，如果方波不是如中所示那樣平坦，則調整補償螺絲直到其變平。

探頭前端環路電感的重要性

10x無源探頭性能的主要障礙是前端電感，僅當在探頭前端使用同軸連接時，才能實現最高帶寬測量，每當信號和返回路徑分開以與DUT接觸時，就會出現兩個問題：

1.    它會在探頭前端引入電感不連續，這會引起振鈴，并且，

2.    探頭前端的作用就像天線，會吸收周圍的射頻噪聲。

直徑為1英寸圓環的電感約為85 nH，根據前端和其接地回路帶所形成的環路的大小，前端的環路電感可能高達200 nH，較高的前端環路電感的結果是減小了10x探頭的帶寬，并在傳遞函數中引入了LC諧振峰。諧振峰的高度將取決于DUT的源阻抗，源阻抗越低，Q越高，傳遞函數中的峰值越高。圖4顯示了前端具有200nH環路電感和源阻抗為50Ω的傳遞函數，其中還包括具有較大的前端環路電感時50Ω信號源快速邊沿的測量響應。

探頭尖端的環路電感為200nH，源電阻為50Ω的探頭顯示出失真的傳遞函數

但是，當減小DUT的源阻抗時，由前端電感和10x探頭的9.5 pF輸入電容組成的LC電路的Q會增加，這會增加傳遞函數的峰值，并導致較高的振鈴（圖5）。在此示例中，具有非常低的輸出阻抗的5V電源軌被關閉和打開，瞬態響應顯示在大約80MHz處有很多振鈴，這非常接近于根據200-nH的前端環路電感和9.5pF的探頭輸入電容計算出的傳遞函數峰值：約100 MHz。

測試低源阻抗的DUT時，前端回路電感和10x探頭的輸入電容的Q會導致傳遞函數出現一個大的峰值，這在時域表現為在峰值頻率處出現振鈴

最小化前端回路電感始終很重要，但是，如果引線分散開以接觸DUT焊盤，則總會有一些前端環路電感，當源阻抗低時，Q可能會很高，可能會產生人為的振鈴。解決此問題的另一種方法是在探頭前端增加一個串聯阻尼電阻。

我們將在接下來的文章中繼續介紹增加阻尼電阻的影響和最小化環路電感的方法。