传输线探头
PP066 是一款高带宽无源探头，专为与 WaveMaster™ 和其他具有 50 Ω 输入的高带宽示波器。 这种极低电容探头为高频应用提供了出色的解决方案，尤其是探测20–100 Ω 阻抗的传输线。
高度灵活
可互换的衰减器前端可让用户选择输入电阻和灵敏度。 探头连接电缆是标准 SMA。 PP066 探头适用于广泛的设计应用，包括测量计算机、通信、数据存储和其他高速设计中常见的模拟和数字 IC。
在高带宽时依然能保证信号完整性
在测量非常高的频率时，使用具有低输入电容的探头是保持信号完整性的关键。 一个 1 pf 的有源探头虽然名义上是高阻抗，但会加载一个1 GHz 信号时会变成 159 欧姆容抗 (X = 1/2πfC) 。 PP066 保留信号的高带宽内容，即使对于非常快的边沿也能保持正确的信号形状。
测量高速信号
随着边缘速度变得更快，使用示波器准确测量数字波形变得越来越具有挑战性。 通常，将测试电路互连到示波器是问题中最困难的部分。 设计人员经常将有源探头作为完成此任务的首选工具。 然而，在许多情况下，一种鲜为人知的无源探头类型可以以更低的成本提供更好的性能。
使用探头对任何电路进行测量都会改变其特性。
当涉及到测量具有高频成分的波形时，通常就是这种情况。 添加到探头电路中的极小的寄生元件会极大地扭曲被测信号。
探头负载通常是导致波形失真的最重要因素。 任何现实生活中的电压信号都可以用戴维宁等效模型表示，表示为理想电压源，在它和连接探头的测试点之间有一个串联阻抗（见背面图）。 探头中的对地阻抗形成一个分压器，它会衰减测量信号。 如果阻抗是纯阻性的，则可以通过对测量的波形幅度乘一个系数来轻松补偿这种影响。 然而，电路源阻抗和测量探头的电抗部分会产生无法有效校正的频率相关衰减。 随着被测信号的频率内容增加，即使是最微小的寄生电容和电感也会产生显着衰减，从而极大地扭曲被测波形的形状。
考虑一个示例，我们使用高质量无源探头探测具有 1 ns 转换时间的快速数字信号。 这些探头的输入阻抗通常为 1 MΩ 并联约 10 pF。 如果被测电路的源阻抗为 30 Ω，探头的 1 MΩ 电阻元件几乎不会产生直流衰减。 然而，电容的影响是显着的。 使用将上升时间转换为频率的基本规则，1 ns 上升时间对应于大约 350 MHz。 10 MHz 时 350 pF 的容抗为 45 Ω。 因此，在 1 ns 转换期间，分压器下桥臂中的阻抗将为 45 Ω 而不是 1 MΩ，从而使信号衰减大约 40%。
由于我们通常不能容忍测量结果包含 40% 或更大的误差，因此通常使用有源探头来测量高速信号。 有源探头的 1 pF 电容的典型输入意味着比高质量无源探头提高十倍。
然而，即使是 1pF，有源探头也会在非常快的电路中出现过大的负载。 在 3.5 GHz 时，用1 pf 有源探头加载的信号与 45 MHz 时用 10 pf 无源探头相同的 350 Ω 容抗。
在许多应用中，一种相对类型未知的无源探头将提供比有源探头更好的性能，而且成本要低得多。 这些探头有多种名称，包括传输线、低电容、低阻抗或 Zo 探头。 不管它们叫什么，它们都在相同的原理下工作。 在这些探头中，使用 50 Ω 阻抗传输线代替探头电缆。 探头不使用 1 MΩ 示波器输入，而是要求将示波器输入设置为 50 Ω。 在传输线上添加一个前端电阻可提供衰减并提高输入电阻，以减少被测电路的直流负载。
在指定的工作频率范围内，传输线的输入阻抗将呈现纯阻性，在本例中为 50 Ω。 由于没有电容元件，因此不需要通过前端电阻的分流电容来补偿分压器。
理论上，这种探头的输入电容为零； 现实生活中的探头具有较小的电容，这是和接地的前端相关。 然而，电容非常低，通常为 0.2 pf 或更小。
传输线探头唯一的潜在缺点是输入电阻较低。 ÷10 探头的输入电阻为 500 Ω，÷20 探头的输入电阻为 1 kΩ。 这种低输入电阻是许多设计人员过去避免使用它们的原因。 随着现代数字系统速度的不断提高，传输线探头值得认真考虑。 大多数现代高速数字电路不受电阻负载的影响。 电压摆幅往往较低，IC 可以驱动较低阻抗的负载。 1 KΩ 负载不会对现代数字系统中越来越普遍的传输线总线的运行产生不利影响。
当您打开这些传输线探头之一的包装时，您会注意到一件事，那就是相对缺少探头连接件。 这是有实际原因的。 要了解这些探头可提供的高带宽性能，避免在输入连接中引入寄生电抗元件极为重要。 如果您确实需要探测具有快速边沿的电路，请放弃使用带有 10 cm 接地引线的探针，以及在探针尖端前面连接带有 5 cm 延长引线的微型 SMD 引线夹。 这些做法将对波形保真度产生破坏性影响，并可能改变电路运行。 通过提供简单而优雅的高频信号探测解决方案，Teledyne LeCroy 的电容传输线探头可保持信号保真度并允许高带宽测试设备正确测量电路特性。