如何減少差分探頭的寄生電感和寄生電容？

減少差分探頭的寄生電感和寄生電容，核心思路是縮短信號傳輸路徑、優(yōu)化探頭結(jié)構(gòu)與連接方式、降低導體間的耦合效應(yīng)，具體可從探頭選型、測量操作、硬件改造三個維度落地：

一、 探頭選型：從源頭降低寄生參數(shù)

1.選用短探針 / 集成同軸電纜的探頭

寄生電感與導體長度成正比，寄生電容與導體面積、間距相關(guān)。優(yōu)先選擇探針長度≤10mm 的差分探頭，避免長探針帶來的額外寄生參數(shù)；集成同軸電纜的探頭比普通導線探頭的寄生參數(shù)更可控，同軸結(jié)構(gòu)可抑制線間電容耦合。

2.選擇差分對絞合設(shè)計的探頭線

對絞結(jié)構(gòu)的差分線能抵消部分電感耦合，降低線間寄生電容，相比平行導線探頭，寄生參數(shù)可減少 30%~50%。

3.匹配被測信號帶寬的探頭

超帶寬探頭的冗余設(shè)計會引入更多寄生參數(shù)，例如測量 100MHz 信號時，選擇 1GHz 帶寬的探頭比選擇 5GHz 帶寬的探頭寄生參數(shù)更低，且測量精度更優(yōu)。

二、 測量操作：現(xiàn)場優(yōu)化連接方式

1.縮短探頭與被測點的距離，減少懸空長度

這是最直接有效的方法：

點觸測量時，盡量讓探針垂直接觸被測點，減少探針懸空部分（建議懸空長度＜5mm）；

焊接測量時，直接將探頭焊盤與被測點焊接，取消中間轉(zhuǎn)接導線，寄生電感可降低至 nH 級別。

2.采用 “就近接地” 原則，優(yōu)化接地路徑

寄生電容和電感會隨接地環(huán)路增大而顯著上升：

將探頭的接地夾直接夾在被測信號的參考地焊盤上，接地導線長度控制在 20mm 以內(nèi)；

避免長距離接地（如接地夾夾在電路板邊緣的地排），否則會形成大接地環(huán)路，引入額外寄生電感。

3.減少探針與被測點的接觸面積，避免多探針并聯(lián)

寄生電容與導體接觸面積正相關(guān)，單點接觸比多點接觸的寄生電容更小；同時避免探針與周圍金屬部件接觸，防止形成額外電容耦合。

4.屏蔽外部干擾，降低耦合寄生

探頭裸露部分易與周圍導體形成寄生電容，可使用金屬屏蔽罩覆蓋探頭探針和導線連接處，屏蔽罩接地后能有效抑制外部導體的電容耦合；測量高頻信號時，建議在屏蔽環(huán)境下操作。

三、 硬件改造與輔助措施

1.自制低寄生轉(zhuǎn)接板

對于需要多次測量的固定點位，可制作專用轉(zhuǎn)接板：

在轉(zhuǎn)接板上設(shè)計差分信號焊盤和接地焊盤，焊盤間距與探頭探針匹配；

轉(zhuǎn)接板通過短導線連接被測點，探頭直接點觸轉(zhuǎn)接板焊盤，減少探頭與被測點的距離，降低寄生參數(shù)。

2.校準探頭，補償寄生參數(shù)影響

部分高端差分探頭,支持寄生參數(shù)補償校準：

按照探頭說明書，使用示波器自帶的校準功能，輸入標準信號進行校準；

校準后，示波器會自動補償探頭的寄生電感和電容帶來的測量偏差。

3.避免探頭導線彎折與纏繞

導線彎折會增加電感，纏繞會增大線間電容，測量時保持探頭導線平直、松散擺放，不與其他導線交叉纏繞。

四、 注意事項

寄生參數(shù)無法完全消除，只能通過優(yōu)化手段降低至不影響測量精度的范圍；

對于高頻（＞100MHz）、高壓（＞1kV）信號，寄生參數(shù)的影響會急劇放大，需嚴格按照上述方法操作；

不同型號探頭的寄生參數(shù)差異較大，建議在測量前查閱探頭的數(shù)據(jù)手冊，了解其固有寄生電感 / 電容指標。

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