[发明专利]一种有源单端探头及一种测试测量仪器

说明书

本发明提供了一种有源单端探头和一种测试测量仪器，所述有源单端探头包括：信号输入端、手持前端、探头放大器和信号输出端；还包括：阻值相同的第一平衡电阻和第二平衡电阻；第一平衡电阻的一端接地，非接地端连接在输入阻抗单元的输出端和放大器单元的第一输入端之间的串联连线上；第二平衡电阻的一端接地，非接地端连接在第二电阻的非接地端和放大器单元的第二输入端之间的串联连线上，第二平衡电阻与第二电阻并联后的阻值小于第二电阻的阻值。本发明由于并联后的等效电阻相对于第二电阻变小了，而放大器单元的偏置电流固定不变，因此，由等效电阻产生偏移电压也同样变小了。

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种有源单端探头及一种测试测量仪器。

背景技术

在测试测量领域中，探头是一种采集信号的装置，它可以将采集的被测信号输入到测试测量仪器中。和探头结合使用的测试测量仪器可以是示波器、频谱分析仪器或数据采集装置等。

探头通常包括无源探头和有源探头两种，根据探头内部不同的前端电路，有源探头通常分为差分探头和单端探头两种。根据探头外部不同的结构，差分探头又包括手持式差分探头和焊接式差分探头，单端探头又包括手持式单端探头和焊接式单端探头。

有源差分探头的电路结构基本一致。例如，申请号为200910237397.5的中国专利申请公开了一种有源差分电压探头。如图1所示，有源差分探头100包括手柄端101、同轴线和探头放大器102。手柄端101设有两个输入端IN+和IN-，用于接入差分被测信号的正负端。输入端IN+连接有阻尼电阻R1P，输入端IN-连接有阻尼电阻R1N。阻尼电阻R1P与电阻R2P、电容C1P并联构成的RC分压电路相串联。阻尼电阻R1N与电阻R2N、电容C1N并联构成的RC分压电路相串联。电阻R2P、电容C1P并联构成的RC分压电路的另一端连接于手柄正极输出端。电阻R2N、电容C1N并联构成的RC分压电路的另一端连接于手柄负极输出端。

手柄正极输出端通过同轴线1与探头放大器102的正极输入端相连。手柄负极输出端通过同轴线2与探头放大器102的负极输入端相连。

探头放大器102由全差分放大器U1及若干电容电阻构成。探头放大器102的正极输入端连接有终端电阻RTP，探头放大器102的负极输入端连接有终端电阻RTN。终端电阻RTP接入全差分放大器U1的正输入端，终端电阻RTN接入全差分放大器U1的负输入端。由电阻R4P与电容C2P串联后再与电阻R3P并联所构成的RC分压电路，并联在全差分放大器U1的正输入端和负输出端之间。由电阻R4N与电容C2N串联后再与电阻R3N并联所构成的RC分压电路，并联在全差分放大器U1的负输入端和正输出端之间。全差分放大器U1的负输出端为探头放大器102的正极输出端，全差分放大器U1的正输出端为探头放大器102的负极输出端。

探头放大器102的正极输出端通过电阻R6接地。探头放大器102的负极输出端通过电阻R5与同轴线3相连，并通过同轴线3将被测信号输出至示波器。为了保证有源差分探头100的正负输入对称，一般设计时取R1P=R1N，R2P=R2N，C1P=C1N，RTP=RTN，R4P=R4N，R3P=R3N，C2P=C2N。上述公开文件中还介绍了多种有源差分探头的实现方式，图1所示的结构仅是其一种实现方式，但有源差分探头的主要结构均是由手柄端101和探头放大器102构成。

有源单端探头的电路结构与有源差分探头100的电路结构部分类似，参照图2，有源单端探头200也包括手柄端201和探头放大器202，手柄端201具有输入端IN+的一条支路以及除手柄端201以外的电路结构与有源差分探头100相同，与有源差分探头100所不同的是，手柄端201的另一条支路由一端接地的电阻R2N直接连接至同轴线2。