探頭是一種物理連接和電氣連接在示波器和測(cè)試點(diǎn)之間的設(shè)備。探頭實(shí)際上是一個(gè)傳感器。大多數(shù)探頭都是電壓傳感器。探頭將電壓信號(hào)傳輸?shù)绞静ㄆ髦小Ｗ詈螅覀兛梢栽谑静ㄆ魃峡吹叫盘?hào)。

然而，一些朋友可能不知道示波器不能直接測(cè)量電流。當(dāng)我們想用示波器測(cè)量電流時(shí)，我們必須使用電流傳感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后輸入示波器。這種傳感器是電流探頭。有時(shí)我們會(huì)遇到一些人購(gòu)買(mǎi)示波器，收到儀器后，然后問(wèn)如何測(cè)量電流，告訴測(cè)量電流需要電流探頭，對(duì)方突然意識(shí)到。因此，首先要知道的是，用示波器自帶的無(wú)源探頭測(cè)量電流信號(hào)是不可行的，必須使用電流探頭。

一些朋友還反映，是否可以串聯(lián)一個(gè)精度高、電阻小的取樣電阻，然后通過(guò)測(cè)量電阻兩端的電壓來(lái)計(jì)算電流?這種精度要求低的直流電也可以考慮其可行性，但電阻取樣由于功率損壞、加熱、低信噪比，觀察高頻電流會(huì)被噪聲淹沒(méi)，不隔離，顯然電流探頭是最佳選擇。

在這里，我們將普及一個(gè)額外的小知識(shí)。在選擇電壓探頭時(shí)，我們將考慮電壓探頭加入被測(cè)電路對(duì)被測(cè)電路的影響，如由共同問(wèn)題引起的短路現(xiàn)象。但由于電流探頭的連接方式不破壞導(dǎo)體，也不需要直接物理接觸被測(cè)電路，而是采用感應(yīng)測(cè)量，因此沒(méi)有類(lèi)似的隔離問(wèn)題，是一種更安全的測(cè)量方法。

第二點(diǎn)是，并不是所有的電流探頭都能同時(shí)測(cè)量直流電和交流電。電流探頭可分為AC電流探頭和AC/DC電流探頭。前者只能測(cè)量交流電，如羅氏線圈;后者可以同時(shí)測(cè)量直流電和交流電。一般按可測(cè)信號(hào)頻率分為低頻交流電流探頭和高頻交流電流探頭。

由此可見(jiàn)，交直流電流探頭的選擇也與被測(cè)信號(hào)的頻率有關(guān)。低頻交直流電流探頭只采用霍爾效應(yīng)，屬于開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器，線性差，精度差，對(duì)高頻信號(hào)無(wú)能為力。除霍爾效應(yīng)外，高頻交直流電流探頭采用電磁感應(yīng)原理捕獲高頻信號(hào)。除了低頻信號(hào)，高頻信號(hào)也很方便，精度相對(duì)較高。因此，如果不考慮成本，測(cè)量的電流大小在需求范圍內(nèi)，高頻交直流電流探頭是最佳解決方案。

對(duì)于電流探頭可測(cè)電流的大小，電流探頭將標(biāo)記得非常清楚，那么，如何根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率特征來(lái)選擇是否需要高頻電流探頭呢?在這里，一些朋友也會(huì)進(jìn)入一些誤解，比如認(rèn)為2M帶寬的電流探頭可以確保2M頻率信號(hào)的完整性，但實(shí)際上這個(gè)想法是錯(cuò)誤的。讓我們來(lái)看看我們測(cè)量領(lǐng)域?qū)挼亩x：帶寬定義為比參考電平低3dB點(diǎn)的范圍和頻率圖上的測(cè)量系統(tǒng)。如下圖所示，圖中顯示了-3dB點(diǎn)的響應(yīng)曲線。

測(cè)量系統(tǒng)在額定帶寬上的低3dB是我們可以預(yù)測(cè)帶寬極限上的頻率。測(cè)量范圍會(huì)有30%的誤差。如果頻率繼續(xù)上升，誤差將變得不可預(yù)測(cè)。也就是說(shuō)，用100M帶寬的示波器和探頭測(cè)量100MHz頻率的誤差將高達(dá)30%。如果要將誤差降低到1-2%左右，被測(cè)信號(hào)頻率不應(yīng)超過(guò)20MHz。

因此，第三點(diǎn)應(yīng)該提到，探頭的帶寬參數(shù)并不直接代表可測(cè)信號(hào)頻率的范圍。我們應(yīng)該使用帶寬大小至少是被測(cè)信號(hào)頻率的5倍的電流探頭。需要注意的是，示波器與探頭連接成系統(tǒng)，示波器的帶寬不容忽視。如果探頭的帶寬足夠，示波器的帶寬不足，也會(huì)影響信號(hào)的完整性。

因此，判斷自己是否需要使用高頻交直流電流探頭，大致可以考慮以下幾點(diǎn)：

1.是否有測(cè)量和觀察電流信號(hào)變化的實(shí)際需求

2.測(cè)量的電流信號(hào)是否包含直流信號(hào)，是否需要觀察信號(hào)的直流成分

3.電流探頭帶寬是否大于被測(cè)電流信號(hào)頻率的5倍以上?

4.被測(cè)電流是否在探頭測(cè)量范圍內(nèi)

在本文中，我們討論了如何判斷我們的測(cè)量項(xiàng)目是否需要高頻交直流電流探頭。如您使用中還有其他問(wèn)題，歡迎登錄西安普科電子科技。

審核編輯：湯梓紅