示波器探头补偿的电路结构是这样的

作者: Alan Yang

关键词: 示波器

敲黑板

• 为什么不能用导线直接把被测信号接到示波器上？
• 10:1高阻无源探头如何实现精准分压？
• 探头补偿的判定条件是什么？
• 使用10:1高阻探头相比直接接线有什么优势？

探头补偿的硬件原理

标准无源 探头内部带有可调补偿电容，示波器输入端自带固定 1MΩ 电容；探头补偿的核心作用是匹配探头 RC 参数与示波器输入电容，抵消示波器输入电容带来的高频失真，让探头在全频段实现精准分压。

直接接线（无探头）的致命缺陷

1、 低频时影响小

1kHz 低频下，90pF 电容容抗约1.8 MΩ，和 1MΩ 电阻并联，电容分流微弱，波形失真不明显。

2、 高频严重衰减、波形畸变

100MHz 高频时，90pF 容抗仅约18 MΩ，电容近乎对地短路，高频边沿信号被大幅分流衰减；

线缆 + 示波器的大电容会形成低通滤波器，方波上升沿被拉缓，无法观测高速跳变信号，这就是不用探头直接接线的硬伤。

10:1 高阻无源探头补偿电路结构

探头前端分压网络

9MΩ + 示波器 1MΩ 构成10:1 电阻衰减器，直流分压固定 1/10，同时把整机输入阻抗提升到 10MΩ，大幅减轻对被测电路的电容负载。

可调补偿电容 C_COMP

并联在示波器输入端口，是校准核心，对应探头上的微调螺丝，用来抵消线缆、示波器的总寄生电容。

电容C_IN 与可调补偿电容C_COMP 用于对衰减电路做频率补偿，使整体电路成为全通网络。

理想补偿的判定条件：R_IN 与C_IN 的 RC 时间常数乘积，等于R_O与电缆电容、C_IN 、C_COMP 三者总电容之和的 RC 乘积。其中C_COMP 是补偿调节元件。

探头输入端的电容主要由C_IN 决定，其容量约为电路中其余所有电容总和的十分之一；以本文示例参数计算，该电容值约 10 皮法（pF）。

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