(13)

對于某一確定的探頭，其諧振頻率將隨寄生電感的增大而減小?？紤]到諧振頻率附近，電壓探頭增益劇增,因此當諧振頻率靠近或低于探頭帶寬時，探頭在帶寬內的線性度將極大降低。

當目標信號有過沖或振鈴現象時，探頭前端的寄生電感會加劇目標信號測量結果的振蕩。不同探頭寄生電感下VDs2和VGs2的仿真波形比較如圖9所示。以VDs2的上升暫態波形為例進行分析，由圖9a可知其振鈴階段的振蕩頻率約為100MHz。

圖9. 不同探頭寄生電感下VDs2和VGs2的仿真波形比較

仿真所用無源探頭的輸入電容為 9.5pF，取地線電感Lg分別為50nH、100nH、150nH，則探頭的諧振頻率依次約為230MHz、160MHz、130MHz?？芍?，隨著地線電感增大，諧振頻率逐漸接近于目標信號振蕩頻率，這將導致探頭對振蕩頻率附近分量的增益變大。如圖9a 所示，隨著地線電感增大，VDs2測量結果的過沖幅度漸次增大，這與分析一致。

即使目標信號無明顯過沖現象，當電壓探頭的諧振頻率接近或低于目標信號的拐點頻率時，測量結果仍會出現過沖或振鈴，圖9b即為這種情況。

綜上所述，本節的分析得到以下主要結論:

（1）電壓探頭的寄生電感與輸入電容對目標信號高頻分量產生諧振作用，諧振頻率隨寄生電感的增大而降低。

（2）當電壓探頭諧振頻率逐漸降低且逼近于目標信號振蕩頻率時，測得波形的振蕩幅度將增大。

（3）低諧振頻率電壓探頭對無明顯過沖現象的目標信號仍能產生振蕩作用。

3.4共模抑制比

對于差分探頭，其輸出電壓可表示為

(14)

式中，Vdm與Vcm分別為輸入電壓信號的差模分量和共模分量。由式(1)可得

（15）

如果取共模增益極性為正，則有

(16)

進而可定義差分探頭輸入信號的偽差模分量為

（17）

偽差模分量與差模分量的比值衡量了差分探頭的“共模誤差”，即

(18)

由于差分探頭兩差分信號路徑的阻抗對稱性隨頻率增大而變差，因此差分探頭的共模抑制比一般隨共模分量頻率增大而降低。對于具有相同差模分量幅度和共模分量幅度的信號，差分探頭的“共模誤差”將隨信號頻率升高而顯著增大。

差分探頭在低于帶寬時的差模增益基本不變，約為其衰減系數的倒數，即有kAdm≈1，因此差分探頭的數據表中一般用201g(k|Acm|)表示共模抑制比，它與式(1)中定義的共模抑制比近似互為相反數。不同的探頭共模抑制比下VGs1的仿真波形比較如圖10所示。圖10a為典型有源高壓差分探頭“共模抑制比”的頻率響應曲線，為方便分析，仿真時取共模抑制比為常值，用這些共模抑制比不同的探頭測量VGs1，得到圖10b的仿真結果。仿真電路下管處于關斷狀態時，VGs1差模電壓為-3V，共模電壓約為600V。取共模抑制比為60dB的探頭分析，由式(17)可算出該探頭輸入信號的偽差模分量為0.6V，進而由式(18)可得該探頭測量結果的“共模誤差”達到20%，這與仿真結果一致。此外，由仿真波形可知，隨著共模抑制比的提高，探頭的“共模誤差”逐漸減小。