本文介绍了如何选择示波器探头来捕获高速信号：在高速传输数据时，示波器探头与被测电路接触会引起寄生效应，从而导致被测波形出现严重异常。若要获得精确的测量结果，探头必须捕获信号并提供最真实的信号显示，在其频率范围内不能增添额外的负载，或使信号源发生变化。既然我们知道了准确捕获信号的带宽要求，那么如何确定示波器和探头的系统带宽呢？
当信号频率提高或边沿速度降低时，探头电容的特性就相当于一个短路电路，使电流流入低阻抗探头。在信号的高频阶段，电容电抗是产生电路负载的主要因素，可能会引起电路故障，因为此时电路不能驱动足够的电压裕量。
电容负载是导致探头相关测量误差的主要根源，因为它会影响上升和下降时间、带宽以及边沿到边沿时间的测量结果。电容负载可以通过引发指数响应（图 3）来改变测量波形的形状，从而消除毛刺、减少振铃和过冲，或减缓测量边沿速度，使其恰好可以用来完成建立保持时间的违规设置。
图 2. 电阻负载降低测量信号的幅度但未改变其形状。
图 3. 电容负载通过引发指数响应改变测量信号波形。
图 4 显示了高达 6 GHz 的 1158A 探头输入阻抗。您可以看到在 1-MHz 以下的低频阶段中，探头输入阻抗主要由探头直流电阻分量决定（100 kΩ）。随着信号频率的提高，电容电抗逐渐成为影响电路负载的主要分量。在 2-GHz 时， 1158A 的阻抗达到最低水平 165-Ω，此值由探针电阻器决定。
我们可以用 25-Ω 信号源生成的具有超快速边沿的数字信号为例（见图 5），说明这些探头因素如何影响测量波形和被测电路。您可以看到，当探头连接被测电路时，信号波形因探头输入阻抗而改变。
电感负载在测量信号中以振铃形式出现（见图 6）。产生振铃的信号源为 LC 电路，由探头内部电容以及接地引线和探针的电感组成。通常在进行任何类型的示波器测量时， 都应选用尽量短的接地引线。这样能够减少电感，而且可以将振铃频率移至示波器和探头带宽之外，从而尽量减少对测量的影响。
图 4. 增加频率可以改变 1158A 探头的输入阻抗。
图 5. 探头在高频条件下造成电路负载并且延长电路产生全电压的时间。
探头传输响应
影响探头输入阻抗并使探头传输响应发生变化的寄生参数，通常被称为探头的传输响应。这种传输响应定义为探头输出电压与探头输入电压的比率（Vout/Vin-），通常用幅度（dB）/ 频率图形来显示。
在传输响应低于 -3dB 或幅度降至 70.7% 时，探头带宽为连续频段（图 -6）。在探头带宽之外的频率上，信号幅度将过度衰减，并且使测量结果难以预测。
图 6. 带宽是指当仪器的传输响应降低 3 dB 时的连续频段。
在示波器探头带宽范围内示波器选用，您可以看到探头输出信号与探针输入信号非常相符，偏差最小，因此您在示波器屏幕上看到的波形就是探针输入端的信号。
在频域中，探头在尽量减少对信号的影响的条件下从输入端到输出端传输信号的能力， 表现为在整个探头带宽内传输响应都非常平坦（0-dB）。但是在实际条件下这很难实现。当探头与被测电路连接后，物理连接的寄生效应和探头内部元件能够形成谐振电路，其谐振频率低于探头带宽（图 -7）。该带内谐振将引起探头输出信号与输入信号产生差异， 并以过冲和振铃形式在测量波形上显示。
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