什么是光隔離探頭？

光隔離探頭，英文名叫Optical-fiber Isolated Probe，是示波器的一種測量探頭。

在測試測量領域，高壓差分探頭前端所獲取的信號一般經過電纜傳輸至后端的測試設備，這種經過電纜傳輸的方式，存在如下缺點：

1.不絕緣，在高壓場合沒有安全性，測試點與測試設備之間不能相互電氣隔離；

2.線纜存在寄生電容、電感、電阻等特性，帶寬受到限制；

3.難以同時滿足高壓、低壓、高帶寬及信號完整性指標；

4.對高壓高頻共模干擾抑制能力較差。

光隔離探頭優勢：

同樣用于測量差分信號，但是它通過電-光-電轉換網絡作為光隔離探頭的核心，通過電-光轉換器、光纖、光-電轉換器和控制器實現了被測設備與示波器的電氣隔離，縮短了差分信號的傳輸路徑，這很大程度上提高了探頭的共模抑制比，使得光隔離探頭能測量具有高帶寬和高共模電壓的差分信號。由于他們探頭的電氣隔離，使其具備極高的共模抑制比和隔離電壓，探頭自身的絕緣性能可達到60kV以上。

光隔離探頭的參數：

1）帶寬：寬禁帶半導體電路測試是光隔離探頭的主要用途之一，針對碳化硅（SiC）測試，最佳帶寬需要在350MHz以上，針對氮化鎵(GaN)測試，最佳帶寬需要在500MHz以上，所以光隔離探頭帶寬必須大于200MHz才有更多的現實測量意義。例如如下兩個分別是普源精電的光隔離探頭和Tektronix光隔離探頭，最大都具有DC-1GHz的帶寬。

2）幅頻特性：光隔離探頭必須具有極佳的幅頻特性才有現實的測量意義。這個描述可能有點抽象，下面是PIA1000系列三種型號的幅頻特性曲線，以PIA1100為例，曲線看出在700MHz以下時探頭具有很高的測量精度，在700MHz以上時，探頭輸出幅度逐步衰減，在1GHz時衰減不到-3dB。這條曲線十分光滑，700MHz以下近似水平直線，可確保測試精度，700MHz以上單調下降，可用于測試參考。假如探頭的幅頻特性曲線在中高頻帶（大于10MHz）上下起伏，說明10MHz以上完全沒有測試精度可言，現實中這種探頭不在少數。

3)高共模范圍低衰減倍數：在使用高壓差分探頭時，為了應對SiC、GaN的高母線電壓，就需要設置探頭為高衰減比，而高衰減比就會導致測量量化誤差增大、測量系統噪聲增大，這

就導致使用高壓差分探頭測得的波形顯得很粗。而光隔離探頭的共模范圍與衰減比之間是獨立的，即在能夠承受高共模電壓時，也可以通過選擇小衰減比的探頭前端來提高測量的精度，測得的波形顯得更細。

4) 溫度特性：激光器件的溫度特性一般較差，光隔離探頭采用光纖傳輸，因此選擇光隔離探頭時一定要注意其溫度特性的穩定性，在24小時內零點漂移保持在幾百uV以內。

5) 光纖抗擾動：激光射入光纖時，光纖會發生形變導致信號發生變化，因此光纖傳輸一定要注意隨著線纜的擺動，光隔離探頭測試的信號不會發生變化，才能正常使用。

審核編輯 黃宇