通用無源探頭更注重耐用性而不是性能。這種權(quán)衡長期以來就足夠了,因為這些探頭主要用于可視化低速信號。由于在創(chuàng)建堅固、高性能且能夠測量數(shù)百伏電壓的探頭方面存在重大設(shè)計挑戰(zhàn),因此也做出了這種權(quán)衡。
有源探頭通常從 1 GHz 帶寬開始,測量電壓低于 10 V(盡管一些 Tektronix 探頭高達(dá) 40 V),并且缺乏無源探頭的穩(wěn)健性。無源探頭的頻率通常為 500 MHz 或更低,測量電壓為數(shù)百伏,并且堅固耐用。TPP1000、TPP0500B 和 TPP0250 是唯一提供日常使用所需的高性能、寬動態(tài)范圍和耐用性的探頭。
示波器和探頭的主要性能規(guī)格是帶寬。帶寬是頻率響應(yīng)的量度,而示波器主要是時域儀器。示波器上顯示的數(shù)據(jù)是幅度與時間的關(guān)系圖,在頻域中看起來很小的差異可能在時域中產(chǎn)生很大的影響。
大多數(shù)示波器用戶需要具有出色階躍響應(yīng)的示波器和探頭,因為它可以更好地指示探頭輸出在示波器顯示屏上的外觀。為了正確顯示系統(tǒng)階躍響應(yīng),將快速、干凈的階躍信號注入測量系統(tǒng)。探頭上升時間評估需要一個比探頭能夠提供的邊沿速率更快的信號。考慮圖 1 中的屏幕截圖,它比較了 Tektronix 的 TPP1000 探頭和 LeCroy 和 Agilent 的標(biāo)準(zhǔn)無源探頭的上升時間。

圖 1.泰克、力科和安捷倫標(biāo)準(zhǔn)無源電壓探頭的上升時間。
每個探針都使用探針的短接地彈簧連接到相同的測試夾具,以獲得最佳性能。如上面的屏幕截圖所示,建立了一個具有 240 ps 上升時間的快速、干凈的階躍信號,作為比較探頭階躍響應(yīng)的參考。參考信號被標(biāo)識為 R1 并且是白色跡線。
泰克的 TPP1000 具有最快的上升時間 (443.6 ps),其波形與參考具有相同的幅度和形狀,但過沖較小。TPP1000 是最能夠以快速邊沿速率捕獲信號的無源探頭。

圖 2.連接長接地線的標(biāo)準(zhǔn)無源電壓探頭的上升時間。