差分探頭和單端探頭模型（圖1）示出從探頭衰減器∕放大器地到“大地”的電阻和電感。這是由探頭電纜屏蔽和大地構(gòu)成的傳輸線（或天線）所造成阻抗的簡化模型。這一“外模式”阻抗是重要的，因?yàn)樵趩味颂筋^上施加共模信號時(shí)，地電感就與該外模式阻抗構(gòu)成分壓器，從而衰減了放大器得到的地信號。由于放大器的信號輸入沒有得到與地輸入同樣的衰減，這就在放大器的輸入端造成一個(gè)凈信號，并由此產(chǎn)生一個(gè)輸出。地電感越高，共模抑制就越低，因此您在使用單端探頭時(shí)，務(wù)必使地線盡可能短。還應(yīng)注意該外模式信號并不直接影響“內(nèi)模式”信號（即同軸電纜內(nèi)的正常探頭輸出信號），但反射的外模式信號將影響探頭放大器的地，從而間接影響內(nèi)模式信號?！皽y量可重復(fù)性”部分對此有進(jìn)一步的說明。
當(dāng)共模信號施加至差分探頭時(shí)，在 + 和 - 輸入端至衰減器∕放大器上可看到同樣的信號。所產(chǎn)生的輸出將是放大器共模抑制能力的函數(shù)，而并非由連接感抗造成。
圖7 差分探頭和單端探頭的共模響應(yīng)
當(dāng)您檢測帶有共模噪聲的單端信號時(shí)，需要確定是差分探頭，還是單端探頭有更好的共模抑制能力。這取決于單端探頭的接地連接電感，以及差分探頭中放大器的共模抑制能力。對于本例中的差分和單端探測頭，圖7示出差分探頭的共模抑制要比單端探頭高得多，因此能在高共模噪聲環(huán)境中進(jìn)行更好的測量。這是兩種探頭的一般情況，除非單端探頭有極低電感的接地連接，但這在現(xiàn)實(shí)中是難以實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)注意這里分析的單端探頭，是安捷倫InfiniiMax 1130系列，遠(yuǎn)好于其它的許多單端探頭的共模抑制能力，因?yàn)樗牡鼐€很短。圖7中的共模響應(yīng)定義為：
差分共模響應(yīng)= 20[log(voc/vic)]
這里vic是+和-輸入的公共電壓，voc是施加vic時(shí)探頭輸出處的電壓
單端共模響應(yīng)= 20[log(voc/vic)]
這里vic是信號輸入和地輸入的公共電壓，voc是施加vic時(shí)探頭輸出處的電壓
圖8 差分探頭和單端探頭的輸入阻抗
探頭負(fù)載效應(yīng)比較
如果您用差分探測頭和單端探測頭的電感和電容值分析圖1中的電路模型，您將發(fā)現(xiàn)從單端源看過去的各探測頭輸入阻抗沒有多少差別。分析的另一方面是了解外模式阻抗如何影響差分和單端探頭。在單端探頭放大器模型中，外模式阻抗要比接地連接阻抗高得多（由于存在lg），因此它對輸入阻抗并沒有明顯影響。但由于存在外模式阻抗，進(jìn)入差分探頭的單端信號將看到較高頻率比較低頻率有略低的容抗值。
圖8是差分探頭和單端探頭的輸入阻抗（幅值）圖。紅色跡線是施加差分源時(shí)所看到的差分探頭阻抗。綠色跡線是施加單端源時(shí)看到的差分探頭阻抗，藍(lán)色跡線是施加單端源時(shí)看到的單端探頭阻抗。在圖8中標(biāo)注了這三種情況的DC電阻、電容和*小電感值。應(yīng)注意差分探頭和單端探頭對單端信號的輸入阻抗很類似。
測量的可重復(fù)性
測量的可重復(fù)性是與高頻探頭相關(guān)的問題。在理想情況下，探頭位置，電纜位置和手的位置都不應(yīng)造成探頭測量結(jié)果的變化。但許多情況下都并非如此。通常的原因是外模式阻抗的改變。這一阻抗實(shí)際上遠(yuǎn)比所示的探頭模型復(fù)雜，因?yàn)槲唇?jīng)屏蔽的傳輸線（或天線），探頭、手和電纜位置都會造成極大的影響。
如果您通過改變外模式阻抗分析單端模型，就發(fā)現(xiàn)它會造成響應(yīng)的變化。此外，由于外模式阻抗也是共模響應(yīng)中的一個(gè)因素，因此該阻抗的變化也造成共模抑制的變化。接地連接的阻抗越高，對響應(yīng)的影響就越大。
