3．无源探头常用附件

无源探头是大家使用示波器时最常用到的探测工具，针对不同的场合会使用不同的探头。最通用的一种探头是高阻无源探头，前端一般是一个鳄鱼夹的地线夹和一个探测信号的钩子。这种方法适用于大部分通用的探测场合，但并不是全部。针对某些特殊的应用，用户可能会需要更多更灵活的连接方式，例如针对封装密度比较高的芯片或者要做长时间测量的场合。探头厂家随着探头一般也会提供一些常用的附件，图5.11是典型的随着高阻无源探头发货时配置的常用附件。

图5.11 高阻无源探头的常用附件

除了这些随探头发货的附件，无源探头还可以额外订购很多种不同的附件以用于不同的测量场合。由于大部分用户都不太清楚这些附件如何使用，这里将对无源探头的一些附件和应用场合进行简单介绍，以方便用户选择。

首先从地线说起。通常探头标配的15cm长的黑色的地线夹可以实现比较方便的地线连接，但是这么长的地线由于电感效应在测高频信号时会产生比较大的振荡，在有开关电源的场合还会耦合进很大的噪声。可能很多人都忽略的是，即使是500MHz的无源探头在使用这种长地线时带宽也最多只能达到200～300MHz。所以如果要做高频测量，就需要换相应的短地线，例如一些短的弹簧针或弹簧片等。使用这种短的接地线所带来的一个问题是可能探测点附近找不到合适的接地点，而如果再通过长引线接地又会增加额外电感，所以可以通过相应的接地铜片把参考地引到探测点附近。铜片本身的横截面积比较大，所以其电感很小，可以提供一个比较理想的地参考点。图5.12是用弹簧接地片配合接地铜片进行测试。

图5.12 无源探头的弹簧地针和接地铜片

再说一下信号的探测问题。大家都知道探头前面的探钩拔掉后可以用前端的探针点在被测信号上做测量，但是这个探针如果太粗则不太方便测一些高密度的管脚，而如果太细则用久了又有可能会损坏。所以有些探头还会提供一些备件，可以方便用户更换。如图5.13所示，更换时用钳子把原有探针拔下换上新的就行了。

图5.13 无源探头前端探针的更换

对于有些密度比较高的QFP或DIP封装器件，如果想用探针直接在芯片的管脚上做探测通常要非常小心，因为探针有可能会滑开从而造成相邻的两个管脚短路。针对这种应用，有些探头还提供了一些楔形的塑料帽，如图5.14所示。使用时把这些塑料帽套在探头前端，其楔形结构可以贴合在被测管脚上，保证探头尖的可靠接触同时又不会滑开，从而避免了短路的风险。根据不同的管脚间距通常有一组塑料帽，例如可以支持的管脚间距为0.5～1.27mm不等。

图5.14 用于芯片管脚测量的楔形塑料帽

对于板上信号测试的另一种方法是使用套筒或非常小的抓钩，如图5.15所示。套筒比较适合直接连接板上的插针，而套筒前面附带的抓钩则可以方便地勾在芯片的管脚或针脚上，有些小的抓钩可以支持最小0.5mm的管脚间距。当然，这种方法由于使用的地线和信号线比较长，在提供方便性的同时也会影响探头的带宽。

图5.15 无源探头的套筒和抓钩

如果希望尽可能方便、可靠地测量，可以在设计PCB时对关心的信号预留一个探头的适配器，需要测试时只要把探头插在适配器上就行了，这样既保证了带宽，又方便了测量。而如果被测信号直接可以提供同轴连接器的输出，例如BNC接口，那还可以通过如图5.16所示的BNC适配器与BNC电缆直接相连，非常可靠方便。

图5.16 无源探头的BNC适配器

还有一些测试（例如抖动、眼图、模板等测试）由于要测量时间较长，所以需要脱手测试。手持的方法虽然方便但不可靠也不能持续很长时间。最简单的脱手测试方法是把探头套在一个两腿的探头夹上，依靠重力压在被测点上。对于一些复杂的场合，还可以选择三维的探头手臂，它可以把探头夹住并根据需要调整探测的位置和角度。这种三维的探头架要做得好的话价格很贵，甚至会超过一个普通无源探头的价格，所以只在一些特殊测场合才会用到。图5.17是一些不同种类的探头固定支架。

图5.17 不同种类的探头固定支架

除此之外，无源探头通常还会配一个小起子用来调整匹配电容，或者有些色环可以套在探头上以区分不同的通道，这里就不再赘述。