在低頻 (DC-100Hz) 下，典型探頭的阻抗看起來像一個大電阻。低頻下的探頭阻抗規格范圍為 40kΩ 至 1MΩ。需要性能探頭來測量頻率遠高于 100Hz 的信號。目前可用的探頭帶寬范圍從幾 GHz 到 33 GHz。由于性能探頭覆蓋很寬的頻帶，因此了解性能探頭的輸入阻抗如何隨著輸入信號的頻率增加而變化非常重要。圖 2 顯示了在低頻時以高輸入阻抗開始的性能探頭如何使其輸入阻抗隨著輸入信號頻率的增加而降低。

圖 1. 性能探頭輸入阻抗與頻率的關系

為什么？探頭的物理結構和構成探頭衰減電路的探頭尖端會隨著輸入信號頻率的增加而改變其阻抗。衰減電路擴展了探頭輸入放大器的動態范圍（圖 3）。該衰減電路由一組衰減比為 5:1 或 10:1 的電阻組成。衰減器電路在輸入信號的路徑中也有一定數量的寄生電容 (C par )。寄生效應可能是由幾個不同的項目引起的。線對、IC 焊盤、ESD 保護電路和輸入晶體管的基極都可能是寄生電容的來源。

圖 2. 探頭輸入衰減電路（5:1 比率）。

衰減器電路中的電阻和電容的組合可以創建一個限制探頭可用帶寬的低通濾波器。為了擴展帶寬，通常會在輸入端添加一組較大的電容器和電阻器。通過正確匹配元件值，探頭的帶寬可以擴展到非常高的頻率（圖 4）。

圖 3. 高頻性能的探頭輸入衰減。

如果輸入衰減網絡設計得當，探頭的帶寬會非常高。然而，輸入阻抗將表現出下降的輸入阻抗特性，如圖 2 所示。再次查看該阻抗與頻率曲線，很明顯電阻器（R1 和 4*R1）在低電平時主導輸入阻抗頻率。對于具有高頻分量的信號，隨著頻率的增加，電容器將接管并導致阻抗降低（圖 5）。

如果電路是純電容性的，阻抗最終將變為 0Ω。為了建立探頭的最小阻抗值，設計人員通常在衰減電路中包含另一組電阻器。這些電阻器 R3 和 R4 設置了探頭阻抗的最小值，有時稱為 Z min。

圖 4. 探頭輸入阻抗與頻率的變化。