如何对用在示波器上的电缆或探头进行校正

方法对应，还是与Vout/Vin这一方法对应，安捷伦的精密探头和电缆工具都可以轻松做到，从而结束关于探头响应理论的无休止辩论。安捷伦的精密探头和电缆校正工具可以将用户的探头性能校正到更高的带宽，但注意提升带宽会同时增加噪声，该工具和交流校准软件可以生成阻抗图和频响图，因此用户可以直观地了解探头系统的实际性能，并根据自身的测量需求，在本底噪声与带宽等性能方面取折衷和平衡。

这里列举几个案例，用以阐述用户使用精密探头和电缆交流校正的实用性。由于在探头最前端处会产生较大的探测变数，用户使用长线探头附件时，例如安捷伦长线 ZIF 解决方案（配有 N5451A探针的 N5425A 探头），必须尽量控制导线长度和方位。否则，工厂校正方法可能因为探头物理尺寸和空间方位的细微差别而导致测量精度降低。通过交流校正方法（例如精密探头和电缆 PrecisionProbe技术），探头用户可以选择最适合的探头物理尺寸和方位--不管导线是长或短，两个测量点的距离是远或近--都可以根据实情选择合适的连接附件和方式，随后对这一探头连接系统进行校准和校正，从而获得极其精确的测量结果。

图 2 安捷伦提供由用户执行的交流校准（PrecisionProbe），可改进 1169A 探头放大器（配有 N5425A 探测头和 N5451A 长线 ZIF 探针）的测量精度

探头厂商在 -3 dB 上指定带宽，但这并不意味着高于其带宽的频率信息会被完全滤除，很多时候只是被衰减的幅度加大而已，因此这些探头可以以噪声增加为代价来提升带宽，例如 Agilent E2675A 差分探头。该探头在 -3 dB 时的官方标称带宽为 6 GHz,但其频率响应直至11 GHz 时才出现明显滚降（如 PrecisionProbe 校正软件所示）。使用安捷伦的精密探头和电缆校正工具可以将E2675A 探头前端的带宽提升至 11 GHz ,代价是本底噪声仅增加 20%,但能够提供更精确的上升时间测量，因此您多了一个选择，在需要的时候可以将探头带宽提升。

图 3a PrecisionProbe 图中，与 1169A 放大器配合使用的 Agilent E2675A 探测头包含超出其指定 -3dB 带宽点的信号内容（浅蓝色轨迹）

图 3b 与 1169A 配合使用的 E2675A 可使用 PrecisionProbe 提高带宽，以便更精确地追踪快速边沿。

黄色轨迹表示未提高带宽的探头，此时探头无法追踪 11 GHz 输入信号。通过 PrecisionProbe 提高带宽后的同一个探头（橙色轨迹）能够更清晰地展示信号

探头校正的陷阱

在选择探头校正方法时，应当避免多种错误理念和陷阱，这些理念和陷阱影响所有的校正方法，包括直流校正、交流校正以及用户交流校正。最需要注意的一个错误理念是认为探头校正可以一定程度地改进低质量探头，这是一个误区，低质量探头通常具有极不平坦的频率响应，有较大的波动，波动的波峰和波谷对应的频点若明显低于探头带宽，在这些频点上校正探头频响副作用会非常明显，就是本底噪声大幅增加，很多时候是不可取的。

另外，设计欠佳的探头一般负载效应很明显，探头校正无法消除该探头与被测器件连接时产生的负载效应，校正只能改变已经显示在示波器屏幕上的信号，若信号进入示波器之前已经被探头负载效应改变太多，校正也无能为力。为了获得对被测器件影响最小的测量结果，探头用户应近可能选择高输入阻抗的探头，同时，用户也应了解用软件的方法提升带宽通常会带来噪声增加的后果（如图 4 所示）。

图 4 E2675A探头带宽提升会产生额外的测量噪声。显示屏显示仪器在10 mV/格灵敏度时捕获的 100 ns的VRMS 数据

凭借特定的探头响应定义及其校正方案，示波器能够在屏幕上显示上升时间短于实际被测信号的波形。例如，如果采用 Vout/Vsource探头响应定义，Vin可能会出现明显的峰值以补偿探头负载效应，但仍然会产生平坦响应。在这种情况下，当信号通过探头时高频内容会会得到放大（相对于低频内容），并且探头响应会得到提升以补偿因探头负载导致的频率下滑。这会"凸显"快速边沿的高频内容，使其获得似乎高于被测信号（Vin）的速度。一些用户希望看到被测器件具有快速的边沿，但他们必须认识到探测系统所显示的可能并不是实际状况。通由用户可操作的交流校准（例如 Agilent PrecisionProbe），示波器用户可以轻松地选择探头响应的定义方法，避免不必要的理论争吵；图 5 显示了采用Vout/Vsrc和 Vout/Vin定义方法的探头响应。

图 5a:PrecisionProbe 频率响应图显示了已校正传递函数的高频峰值，探头响应通过 Vsrc 确定（深蓝色轨迹）

图 5b 相同探头的上升时间差异，响应采用多种方法计算。

使用Vin 确定探头响应的黄色轨迹波形已校