想要提升自己使用示波器的技能，請閱讀此文

我所說的這些用戶均犯了同一個錯誤。為了完成測量任務，他們花費了大量寶貴的時間和金錢選購最好的示波器，再配備上高質量的探頭。有時，他們使用的是示波器自帶的優質無源探頭，但有時，他們也會花大價錢購置華而不實的有源探頭（明智之舉是升級到有源探頭，有關這個問題的詳細說明請見另一篇已發布的博文）。接下來才是問題的關鍵，他們將一大串附件晃晃悠悠地連接到探頭末端。或許這看上去無關緊要，例如連接非常方便的長接地線，或者是外觀非常實用的紅色長輸入線――使探頭可以很容易地連接到抓取器，抓取器再夾在電路板上的部件上。但最后的結果都是相同的，屏幕上的信號“看起來很糟糕”或他們正在測試的設備開始表現異常。這時，他們常常會拽住我說，“嘿，你們設計的這款探頭，現在不能正常工作了。”

最薄弱的環節

這些用戶遇到的情況正是我所說的“最薄弱的環節”。典型的示波器測量有三個環節——示波器、探頭以及到被測件的物理連接。您可能花大錢購買了最好的示波器和探頭，但是為了更容易地連接到被測件，您可能在探頭一端使用了極長的引線，這樣測量系統的性能就會受到該引線性能的限制。連接附件是最薄弱的環節。它們將會限制測量帶寬，并會對被測件增加過大的負載效應。

我們可以把這些過長的連接附件當成是與探頭串聯的電感器。由于電感器的阻抗增加與頻率成正比，如果它們連接到探頭的信號引腳，它們就會限制通過探頭的信號的帶寬。此外，由于長連接附件與探頭輸入之間存在阻抗失配，沿連接線前進的信號將會形成反射，并顯示在示波器上。如果那個特別長的接地引線連接至探頭，也會出現類似結果。受流經電纜屏蔽層的接地回路電流的影響，長接地會生成更高阻抗的路徑。這也會限制探頭的帶寬。此外，因長接地引線的感應而產生的阻抗可能也會在目標接地與探針接地點之間形成電勢差，從而造成測量誤差和較差的共模抑制。如果這還不算糟糕，那么這些特別長的連接附件還可能起到天線的作用，從周圍環境中接收噪聲，并將噪聲耦合到您的測量中。最后就是負載。這些與電路接觸的長引線現在已成為您電路的一部分，它們的寄生電容和電感會改變電路的特性。我們將此稱為探頭負載。

越短越好

在這點上，我也常常聽到這樣的問題“如果那些連接附件‘有害無益’，您為何還要在探頭上配備呢？”我們配備這些附件是為了提供方便。我們用它們來進行定性測量，例如“這就是時鐘切換嗎？”，那就是“總線上的數據嗎”，“是否在 5V 以上”。它們可以非常方便地環繞在電路周圍，快速檢查功能。如果您想進行定量測量，例如測量上升時間、過沖、噪聲電平等，我們建議您拆除這些方便的附件，盡量使用最短連接。也就是穿孔線，越短越好。

請看下面的示例。我拿出自己精選的 2 GHz 有源探頭，并采用三種不同的測量配置：使用長線連接到抓取器、僅用長線、使用短輸入引腳和接地連接。注意，隨著探頭前端附件長度的縮短，帶寬逐漸增加。順便說一句，為了讓您更容易進行測量，我們在產品手冊中公布了這些帶寬限制。

注意，隨著附件連接長度的縮短，探頭負載（探頭的實際存在會改變電路的功能方式）將會如何降低。在本例中，原始電路會產生上升時間為 1.1 ns 的上升沿（綠色跡線）。使用長線和抓取器將探頭連接至電路會增加電路負載，上升時間變為 1.7 ns。當我移除抓取器，僅用長線進行連接時，上升時間開始好轉，變為 1.5 ns，不過您仍能看到連接附件對電路的影響。最后，我移除所有長線，直接在探頭上使用最短連接，電路的上升時間恢復至 1.1 ns。

希望本文會對您有所幫助

如果以前您一直在錯誤地使用長連接附件進行重要測量，不要感到沮喪。您在一個好公司，很多示波器用戶都犯過這樣的錯誤，說實話，我也犯過。只要記住，使用這些長的、方便的連接附件進行快速查看沒問題；但如果信號表現異常，您得到的結果不符合預期，那么最好拆掉它們，盡量換用最短的連接。越短越好。

圖中文字中英對照