拆个示波器无源探头，看看里面到底有啥秘密

一根探针，一块电路板，几个电阻电容，一个单刀双掷开关，一根同轴线，就这样。

然后电路长成这个样子：

无源探头等效电路图

其中RS1为源内阻，这里取经验值25欧姆；RD1是无源探头的输入阻尼电阻，仿真的时候会扫参这个电阻值；L1是探头线缆的寄生电感，取经验值500nH；C1是探头线缆寄生电容和示波器输入电容的和，也是根据经验取100pF；R1是示波器的输入阻抗，为1M欧姆。

把RD的取值作为扫描的参数，取1、25、50、75、100、150和200欧姆，系统的频率响应和阶跃响应如下：

这个阻尼电阻主要作用就是抵消探头寄生电感带来的系统频响上的尖峰，阻尼电阻过小尖峰很大，时域波形会出现较大的过冲，阻尼电阻过大又会导致系统带宽不足，实际的取值往往是根据探头和示波器特性，经过调试权衡出来的一个中间值。

这里把阻尼电阻RD1设置为100欧姆，在1X下带宽大约是17MHz；阻尼电阻和示代表线缆的寄生电感之间串接了一个衰减和补偿网络，其中C2是一个可调电容（还记得探头上那个补偿旋钮么）。适当调节C1、C2、R2和R3的取值，就可以获得一个较为理想的系统频响。

探头上的东西探索的差不多了，下面回到一开始那个问题：能不能把1X的无源探头当同轴线去匹配50欧姆或者75欧姆的系统？不能，因为探头上串接了较大的阻尼电阻。那么我把探头剪掉（探头不便宜，这么做还是挺心疼的），用后面那一截同轴线去匹配50欧姆或者75欧姆的系统行不行？这个问题能回答正确的人就不多了。

先把这一截同轴线拿到VNA上测测看是个什么结果。

什么鬼？！根本就不像是一条同轴线嘛。然后我又测了很多次，排除VNA故障，排除校准问题，排除测试方法不当，排除同轴线断了....反正真的就是这么丑。

说到这细心的读者可能会发现，我一开始说用万用表测出来探头内芯的电阻有300多欧姆，但是后面探头简化的原理图上，阻尼电阻怎么算都不到200欧姆吧，被我吃掉的100多欧姆难道在这同轴线上？是的没错，拿万用表测这条同轴线芯的电阻，1m多长的线居然有近180欧姆的电阻。

这么大的电阻当然不是线缆坏掉了，肯定有它存在的道理，不废话上TDR看看。

一条斜线，说明阻抗在线上是均匀分布的，这难道是传说中的阻抗渐近线？不过跟普通的阻抗渐近线还有点不一样，这条线的插入损耗特别大，因为存在较大成分的电阻成分。

被测源、无源探头和示波器组成的一个系统，源端阻抗未知，终端阻抗1M欧姆，探头这个传输线要怎么去匹配这个系统呢？那索性就不匹配了吧，再搞个高损耗的传输线把反射降低一下，就这么简单粗暴。（我对射频这部分并不是太了解，不知道这样的说法对不对，不恰当的地方还希望读者不吝指出。）