示波器探头是用于连接示波器和待测设备之间的重要工具，它的主要作用是测量电压信号，并将该信号传输到示波器上进行显示和分析。探头的种类繁多，不同类型的探头适用于不同的测量场合和信号特征。
我们需要了解探头的基本工作原理。探头通常由一个前端的探针、一个信号传输路径和一个连接到示波器的接口构成。探头前端的探针需要能够接触到被测的信号源，信号通过探针传输到探头内部的电路，然后通过探头内部的电路进行必要的信号调理（如衰减、放大等），最后通过探头与示波器连接的接口将信号传送到示波器的输入通道。
在实际应用中，示波器探头可以分为以下几类：
1. 单端示波器探头：单端探头是最基本的探头类型，它只通过一个导线将信号传输到示波器。单端探头通常用于测量单端信号，即测量信号和公共地之间的电压差。单端探头操作简单、成本较低，但它们不适用于测量差分信号，也可能会因为共模干扰而引入测量误差。
2. 差分示波器探头：差分探头用于测量两个信号之间的电压差，即差分信号。它具有两个输入端，分别连接信号的正负两端，通过内部电路可以有效地抑制共模电压，从而更准确地测量差分信号。差分探头适合于高速数字电路和高频模拟电路中的差分信号测量。
3. 乘1档示波器探头：这种探头将输入信号衰减到原来的1倍再传送给示波器，即信号不经过衰减。这类探头的一个优点是信号不会被放大，因此测量得到的噪声会相对较小，适用于小信号和电源纹波的测量。
4. 乘10档示波器探头：乘10档探头是一种衰减比例为10:1的探头。输入信号经过探头衰减后变为原来的1/10，然后输入到示波器。这使得示波器可以利用较大的输入信号范围来显示较小的信号，增强信号的可读性，并减少探头前端对被测电路的影响。由于衰减的作用，测量高频信号时探头自身噪声被放大，但在高频应用中，由于探头的带宽限制，通常需要使用低噪声的示波器。
探头的衰减比是由探头内部的电阻网络决定的，比如10:1衰减探头，其内部可能包含一个9MΩ的电阻和一个1MΩ的输入阻抗，它们串联起来与示波器输入端的阻抗形成分压，从而实现衰减。需要注意的是，衰减探头的使用需要示波器支持自动衰减检测功能，以便示波器能正确识别信号的衰减状态，对信号进行适当的放大处理。
有源探头与无源探头是探头的另一种分类方式。无源探头不包含任何放大器，而有源探头在探头的前端包含一个有源放大器。有源探头能够提供更高的带宽、更好的准确度和更低的噪声水平，尤其适用于高频信号测量。但有源探头价格相对较高，且功耗也更大。
探头的匹配阻抗通常有1MΩ和50Ω两种。1MΩ的高输入阻抗适合于对被测电路影响较小的需求，但在高频电路中，高阻抗电路的带宽容易受寄生电容影响，因而主要适用于500MHz以下的测量。50Ω的匹配阻抗主要用于高频测量，如50Ω同轴电缆通常用于微波频段的信号传输。在使用50Ω匹配阻抗的探头时，示波器必须配置为50Ω阻抗，以保证信号传输的稳定和测量精度。
了解示波器探头的工作原理和分类对于正确选用和使用探头至关重要。不同的探头适用于不同的测试场合，选择合适的探头可以提高测量的准确性并降低对被测电路的影响。在实际工作中，需要根据测量对象的特性（如频率、幅度、阻抗等）和测试环境的要求，选择合适类型的探头以满足测试的需求。
