探測的作用似乎很明顯,但必須進行權衡以獲得最佳結果,尤其是在進行高分辨率測量時。示波器隨附的無源探頭可能不是實現最佳分辨率的最佳解決方案。
最小化衰減以最大化信噪比。
對于高分辨率測量,最大化信號幅度同時最小化外部噪聲非常重要。探頭選擇是第一個關鍵步驟。電壓探頭通常通過與示波器的輸入阻抗形成分壓器(即 1X、10X、100X)來衰減輸入信號。1X 探頭不會降低或衰減信號,而 10X 探頭將輸入降低到原始信號幅度的 1/10。示波器通過放大信號來補償這種衰減,不幸的是,還放大了探頭和示波器添加的任何噪聲。從信噪比的角度來看,最佳探頭提供很少或沒有衰減。例如,TPP0502 高阻抗無源探頭(如圖 2 所示)提供 500 MHz 帶寬,但衰減僅為 2 倍。

圖 2. TPP0502 無源探頭,500MHz 和 2 倍衰減。
使用短引線將噪聲耦合降至最低。所有電壓測量都相對于參考,通常是“接地”。準確的測量,尤其是低電壓測量,主要取決于到參考電壓的低阻抗路徑。為了最大限度地減少信號失真和噪聲拾取,您應該使用盡可能短的接地。盡管標準無源探頭上的長接地引線便于瀏覽,但引線電感會與輸入電容諧振,從而在快速邊沿上產生振鈴。由探頭尖端和接地引線形成的大環路區域允許將噪聲磁耦合到信號中。并且,接地引線的感抗與開關設備等噪聲源之間的緊密接近允許將噪聲靜電耦合到信號中。
使用內置探頭濾波器降低噪音。許多有源差分電壓探頭和/或電流探頭標配有帶寬濾波功能。內置在探頭主體中的帶寬過濾有時會提供多種帶寬設置以實現靈活性。In some cases, the probe communicates to the scope when one of these BW filters is selected, which also turns on hardware filtering in the front end of the scope. 這進一步降低了系統噪聲并有助于提高系統的信噪比。過濾掉不需要的噪聲可以看到更多細節并獲得更高的測量分辨率。

圖 3. 左側 AC + DC 信號。右側去除直流分量并縮放交流分量以獲得更好的分辨率。