3．探头的校准方法

探头是示波器测量系统的一部分，对于有源探头来说，内部的有源放大器的增益和偏置随着温度或者时间老化可能会有漂移，为了补偿这种漂移，就需要定期对探头进行校准。

目前，示波器探头的校准方法通常有三种：

|直流DC校准：直流校准是示波器最常用的校准方式，直流校准中通过比较校准信号输出（标准的直流电压）与示波器实际测试到的结果，修正探头的直流电压增益及偏置误差。DC校准过程是确定线性方程y=mx+b中系数m、b的值。探头的DC校准至少需要1年进行1次，有些对精度要求比较高的测试需要几个月甚至每天进行一次。图6.9是借助示波器自身输出的信号对探头进行直流校准的例子。

图6.9 探头的直流校准

|出厂AC校准：DC校准不能修正频率响应，对于高带宽探头来说，由于带宽非常宽，很难保证带内幅频和相频响应绝对平坦。当对测量精度要求比较高时，就需要通过校准探头的频率响应，使测试系统在全带宽内具有一致的幅度和频率响应。探头AC校准方法，是使用网络分析仪测试有源探头放大器的S参数并进行修正。示波器厂商在出厂时会测试每只探头放大器的S参数并存储在探头内部的存储器中，用户使用探头时，示波器读取出探头的S参数并自动进行频响修正。图6.10是用矢量网络分析仪对探头的频响和损耗曲线进行测量的例子，由于有源探头需要供电，所以还用到了给探头外部供电的方式。

图6.10 用矢量网络分析仪对探头频响进行测量

|现场AC校准：上述探头AC校准过程，使用厂商出厂提供的固定S参数做校准，无法充分考虑探头连接附件在不同实际情况下的损耗。使用网络分析仪测试S参数的过程非常复杂，不适用于现场环境使用。目前有些高带宽的示波器自身可以提供小于15ps上升沿的信号作为校准源，以对探头的频响进行现场校准。快速的上升沿包含了足够的高频成分，用来做校准源是合理和可行的（传统的高速示波器虽然也有快沿输出，但其上升沿通常在几十ps甚至更缓，所以主要用于时延校准，而不足以进行精确的频响校准）。图6.11是借助示波器自身的快沿输出信号，在现场对探头的频响和损耗进行校准的例子。

图6.11 现场对探头的频响和损耗进行校准