Активный щуп осциллографа

Пассивный щуп 10X нагружает схему ёмкостью около 10 пФ, и на сотнях мегагерц это уже заметная нагрузка. Активный щуп ставит у самого наконечника полевой транзистор: ёмкость падает до единиц пикофарад и ниже, полоса растёт до гигагерц. Платят за это узким диапазоном напряжений и хрупкостью.

Обновлено 26 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Зачем нужна малая ёмкость
Чем платят
Не путать

Активный щуп (active probe) — щуп осциллографа, в котором есть активные элементы, чаще всего полевой транзистор у самого наконечника. Транзистор работает как буфер с очень высоким входным сопротивлением и малой ёмкостью, поэтому щуп почти не нагружает измеряемую цепь (Tektronix, ABCs of Probes, с. 16–17). В отличие от него, пассивный щуп состоит только из проводов, резисторов и конденсаторов и не требует питания.

Зачем нужна малая ёмкость

На высоких частотах нагрузку от щупа определяет в основном его ёмкость: её реактивное сопротивление падает с ростом частоты. Tektronix приводит ёмкости типовых щупов: 100 пФ у пассивного 1X, 8–13 пФ у пассивных 10X и не больше 1 пФ у P6243 (табл. 1.1). По нашему расчёту, на 100 МГц ёмкость 8 пФ — это около 200 Ом, а 1 пФ — около 1,6 кОм: разница в нагрузке на быстрый сигнал восьмикратная.

Параметр по Tektronix	Пассивный 10X	Активный (FET)
Ёмкость у наконечника	8–13 пФ у примеров табл. 1.1	от нескольких пФ до менее 1 пФ
Полоса	обычно от менее 100 до 500 МГц и выше	обычно от 500 МГц до нескольких ГГц
Линейный диапазон	от милливольт до десятков вольт	обычно ±0,6…±10 В
Предельное напряжение	у универсальных около 400–500 В (DC + пик AC)	бывает всего ±40 В (DC + пик AC)
Активные элементы	нет, питание не нужно	есть, обычно полевой транзистор

Для сравнения с массовым пассивным щупом: у Multicomp Pro MP770208 в положении 10× ёмкость 14,5–17,5 пФ, полоса системы 60 МГц и предел меньше 600 В пик (паспорт V1.0).

Из-за высокого входного сопротивления в широкой полосе такой щуп подходит для высокоомных цепей и быстрой логики, которые пассивный щуп заметно нагрузил бы. Что такое полоса системы «осциллограф + щуп» — в термине «Полоса пропускания осциллографа».

Чем платят

Узким диапазоном и хрупкостью. Активный щуп нельзя использовать «от милливольт до десятков вольт», как пассивный; его можно повредить случайным касанием более высокого напряжения и даже электростатическим разрядом (Tektronix, с. 17). Поэтому для силовых и сетевых цепей берут пассивный щуп, щуп высокого напряжения или дифференциальный щуп с подходящими пределами (наш вывод).

Не путать

С обычным щупом 1X и 10X: переключатель 10X делит сигнал резистивным делителем и уменьшает ёмкость, но щуп при этом остаётся пассивным.

Частые вопросы

Чем активный щуп лучше пассивного?

Меньшей ёмкостью и большей полосой. По Tektronix у активного щупа с полевым транзистором на входе ёмкость от нескольких пикофарад до менее 1 пФ, а полоса обычно от 500 МГц до нескольких гигагерц. Он меньше нагружает высокоомные и быстрые цепи.

Почему нельзя мерить активным щупом всё подряд?

У него узкий диапазон: линейно он передаёт обычно от ±0,6 до ±10 В, а выдерживать может всего ±40 В (сумма постоянного и пикового переменного). Случайное касание сетевой или силовой цепи и даже разряд статического электричества могут его повредить (Tektronix).

Можно ли с активным щупом использовать длинный провод земли?

Tektronix пишет, что малая ёмкость уменьшает влияние провода земли, поэтому допустим более длинный провод. Это не отменяет общего правила: для быстрых фронтов земля должна быть как можно короче.

Источники

Tektronix. ABCs of Probes, Primer (60W-6053-15) — с. 10, табл. 1.1: ёмкость щупов P6101B 1X 1 МОм 100 пФ, P6109B 10X 13 пФ, P6139A 10X 8 пФ, P6243 10X 1 МОм ≤ 1 пФ; с. 16: пассивному щупу не нужно питание, полоса универсальных пассивных обычно от менее 100 до 500 МГц и выше; с. 18: предел универсальных пассивных щупов около 400–500 В (DC + пик AC), щуп напряжения бывает пассивным и активным; с. 16–17: активный щуп содержит активные элементы, чаще всего полевой транзистор; входная ёмкость от нескольких пФ до менее 1 пФ; полоса обычно от 500 МГц до нескольких ГГц; малая нагрузка позволяет мерить высокоомные цепи, допустим более длинный провод земли; линейный диапазон обычно от ±0,6 до ±10 В, предельное напряжение может быть всего ±40 В (DC + пик AC); щуп можно повредить случайным касанием более высокого напряжения и даже статическим разрядом
Multicomp Pro. MP770208 Voltage Probe, Passive, 60MHz, 600V, 10:1, datasheet V1.0 (13/05/22) — пассивный щуп 10:1: входное сопротивление 1 МОм (1×) и 10 МОм (10×); ёмкость 85–115 пФ (1×) и 14,5–17,5 пФ (10×); полоса системы 6 МГц (1×) и 60 МГц (10×); предельное напряжение < 200 В пик (1×) и < 600 В пик (10×)

Нашли ошибку?