在使用示波器測量隔離電壓信號時，探頭的選擇至關重要。合適的探頭不僅能確保測量的準確性，還能保障測量過程的安全性。以下是幾種適合測量隔離電壓信號的探頭及其特點。

一、差分探頭

1.原理與特性

差分探頭是測量隔離電壓信號的常用選擇。它測量的是兩個輸入信號之間的差值，而不是單個信號相對于地的電壓。差分探頭具有高共模抑制比(CMRR)，這意味著它能夠有效地抑制兩個輸入信號共有的噪聲和干擾信號，例如來自電源或其他外部源的干擾。

例如，在測量一個帶有較大共模噪聲的隔離電源輸出電壓時，差分探頭可以準確地測量出真實的電壓差，而不會受到共模噪聲的影響。如果共模噪聲為10V，而真實的電壓差為5V，高CMRR的差分探頭可以將共模噪聲抑制到很低的水平，從而準確顯示5V的電壓差。

2.隔離性能

許多差分探頭還具有一定的隔離性能。這有助于在測量隔離電壓信號時，防止示波器與被測電路之間的電氣連接造成的潛在問題，如接地環路等。隔離差分探頭可以在不破壞被測電路隔離性的前提下進行測量。

例如，在測量一個醫療設備中的隔離電路電壓時，隔離差分探頭可以避免示波器與醫療設備之間形成接地環路，從而保證醫療設備的正常運行和測量的準確性。

二、高壓探頭

1.適應高電壓隔離信號

當隔離電壓信號為高電壓時，高壓探頭是一個不錯的選擇。高壓探頭專門設計用于測量高電壓，可以將高電壓信號衰減到示波器能夠安全測量的范圍。

例如，在測量電力系統中的隔離變壓器輸出電壓時，如果輸出電壓為數千伏，高壓探頭可以按照一定的衰減比例(如1000:1)將高電壓衰減，使得示波器能夠顯示和測量這個高電壓信號。

2.安全保障

高壓探頭在設計上考慮了安全性。它具有良好的絕緣性能，防止操作人員觸電，同時也保護示波器免受過高電壓的損壞。在測量隔離的高電壓信號時，這種安全性尤為重要。

例如，在高壓實驗室中，使用高壓探頭測量隔離的高壓脈沖信號時，探頭的絕緣外殼和內部的安全設計可以確保即使在意外情況下，操作人員和示波器也不會受到高電壓的危害。

三、有源探頭

1.高帶寬和低噪聲

有源探頭內部包含有源放大電路，具有高帶寬和低噪聲的特點。對于一些高頻隔離電壓信號的測量，有源探頭能夠提供更準確的波形顯示。

例如，在測量高速通信電路中的隔離電壓信號時，有源探頭可以捕捉到信號中的高頻成分，準確顯示信號的上升沿、下降沿等細節，而不會因為帶寬不足而造成信號失真。

2.輸入阻抗特性

有源探頭通常具有高輸入阻抗，這對測量隔離電壓信號有一定的優勢。高輸入阻抗意味著探頭對被測電路的負載效應較小，不會顯著改變被測電路的電壓信號。

例如，在測量一個高阻抗的隔離傳感器輸出電壓時，有源探頭的高輸入阻抗不會對傳感器的輸出電壓產生明顯的分壓作用，從而能夠準確測量到傳感器的真實輸出電壓。

綜上所述，在選擇用于測量隔離電壓信號的示波器探頭時，需要根據隔離電壓信號的具體特點，如電壓大小、頻率、是否存在共模干擾等因素綜合考慮。差分探頭適合于存在共模干擾的情況，高壓探頭適用于高電壓隔離信號，有源探頭則在高頻、高阻抗的隔離電壓信號測量中有較好的表現。

審核編輯 黃宇