探头、无源探头与有源探头的区别详解：从原理到应用场景

探头、无源探头与有源探头的基本概念

在电子测试与测量领域，探头是连接被测电路与示波器的关键组件。根据工作原理和结构设计的不同，探头主要分为三类：普通探头（通常指无源探头）、无源探头和有源探头。这三者在性能、适用范围和成本方面存在显著差异。

1. 无源探头：基础而经济的选择

定义：无源探头不包含内部放大电路，仅由电阻、电容等被动元件构成，通过分压原理将信号传输至示波器。

• 典型阻值：10×（即10倍衰减）
• 输入阻抗高，一般为10MΩ
• 带宽中等，通常在100MHz以下

优点：

• 成本低，易于维护
• 结构简单，可靠性高
• 适合大多数通用测量场景

缺点：

• 带宽有限，不适合高频信号
• 对高速数字信号易产生信号失真
• 负载效应较强，可能影响被测电路

2. 有源探头：高性能的精准测量利器

定义：有源探头内置前置放大器和缓冲电路，需外部供电（如电池或示波器提供），可实现更精确的信号采样。

• 输入阻抗极高，可达100MΩ以上
• 带宽可达数GHz，适用于高频高速信号
• 支持差分测量、低噪声采集

优点：

• 极高的带宽与精度，适合高速数字系统测试
• 低负载效应，几乎不影响被测电路
• 具备信号调理功能，减少信号畸变

缺点：

• 价格昂贵，维护复杂
• 需要电源支持，使用受限
• 易受电磁干扰，需良好接地

3. 探头的综合对比与选型建议

选型建议：

• 若测试频率低于100MHz，且预算有限，优先选择无源探头。
• 对于高速数字系统（如5G、FPGA、高速接口），必须使用有源探头以保证测量准确性。
• 注意探头与示波器的匹配性，确保带宽和阻抗一致。