什么是示波器探头补偿?

示波器探头是决定快速采样信号精度的决定性因素之一。为了确保高速信号或高频波形的实时测量的准确性，通常需要一种称为补偿的技术。在示波器探头中补偿电路的作用是调整探头的带宽，使其能够以最大的精度适当地收集信号。

示波器探头如何补偿

所有示波器探头和示波器前端都有一定的输入电容，这些输入电容会影响带宽和阻抗匹配以达到所需的衰减水平。为了补偿瞄准镜上的特定输入电容和电缆的电容，探头的电容可以用精密可变电容来调节。这就是众所周知的示波器探头补偿。

探头补偿是手动执行的，它包括通过示波器探头上的螺钉或刻度盘进行调整。这调整了信号到达示波器输入时所看到的电容。在无源探头中示波器补偿的常见实现如下所示。

这些方法是为无源探测实现的。补偿也可以应用于有源探针，这可能涉及在探针的放大阶段之前调整电容。一些补偿电路将采用带电阻的可变缓冲器电路，而不是单独的可变电容器。其他补偿电路可以位于探头端靠近尖端的位置，而不是位于电缆连接端靠近BNC插头的位置。

验证探针补偿

执行探头补偿的一个原因是确保最大程度的平坦响应达到示波器的可用/额定带宽。可以通过调优可变电容器在监视测量示波器读数上的参考波形时。示波器将通过前面板上的端口提供此参考波形。

通常用于验证补偿的参考波形是方波，尽管可以使用单个正弦波。当使用方波时，当使用过度补偿或不足补偿时，波的边缘会分别出现过冲或欠冲。所涉及的各种波形如下所示。

验证是可视化的，而不是计算出来的;当探头得到适当补偿时，响应将最接近于真正的方波。

产生这种响应的补偿功能有两个方面:

• 当补偿不足时，可变电容器在不限制带宽的情况下降低高频分量的幅值。
• 当过补偿时，可变电容对响应进行带限，示波器通过采样动作产生超调伪信号。

在第一种情况下，探针是衰减更高的频率分量，它滚过被测方波的边缘。在第二种情况下，瞄准镜在脉冲的上升边缘上插入了一个超调。在这两种情况下，如果探头保持不完全补偿，测量信号将出现失真，但探头用户可能没有意识到探头正在产生不准确的结果。

补偿可以自动化吗?

可以通过BNC连接与高精度探头连接的示波器不能自行实现补偿机制的自动化，因为探头是一个单独的设备。如上所示，补偿是手工应用的，并通过视觉进行验证。话虽如此，它可能是自动化探头补偿，同时也自动化方波比较过程的数值。这将需要一个单独的设备，并将使补偿过程复杂化。

从数学上讲，探头补偿本质上是一个将测量波与参考方波/正弦波进行比较的过程。当两者之间的偏差最小时，则探头已得到最大补偿。原则上，这是可以自动化的，但示波器制造商是否会实现这一功能还有待观察。

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