具有衰减功能的探头、信号采集系统和方法与流程

本发明涉及测量、测试技术领域，特别是涉及一种具有衰减功能的探头、一种信号采集系统和一种信号采集方法。

背景技术：
在测量、测试领域中，探头是一种为显示电变量的测量设备(如示波器、数据采集卡、逻辑分析仪等)而采集信号的装置，它将从被测电路采集到的信号输入到测量设备中。探头在规定的频段内应该有尽量平坦的频率响应，即在规定的频段内衰减比例的变化应该尽量小，频率响应越平坦则探头的精度越高。探头在规定的频段内还应该有尽量高的输入阻抗和尽量低的输入电容，高输入阻抗和低输入电容给被测电路引入的负载轻，对被测电路的干扰小。探头电缆的寄生电容限制了输入电容的最小值，不容易减小。参考图1，是一种现有探头100，包括依次串联的探头尖电阻Rt、RC并联电路和同轴线130，所述同轴线130的另一端连接到测试设备150，所述同轴线130和测试设备150之间的线路上还设有一个连接点，所述连接点与公共端子COM之间串联有电容Cs和电阻Rs，其中所述电容Cs是可调电容。所述RC并联电路包括并联连接的电容Cc、电阻Rc和开关S。所述探头100通过闭合或打开开关S来改变衰减比。为了改善频响平坦度，探头100设有补偿微调调整端子，即调节电容Cs。调整探头补偿时先连好探头100和测试设备150，并将探头100接入一个校正信号，手工旋动补偿微调调整端子，使得测试设备150上看到的波形没有过补偿和欠补偿的现象，即使得探头频响最佳。所述探头100可以实现1倍或10倍的衰减比，即一般探头中标注的×1或×10。一般地，电容Cs的范围为21pF～31pF，测试设备150的输入电容为5pF～30pF范围，测试设备150的输入电阻为1MΩ，电容Cc的范围为11pF～21pF，电阻Rc为9MΩ。探头尖电阻Rt以及电阻Rs的阻值一般在0Ω～500Ω范围。当开关S闭合时，探头衰减比为1倍，即从被测电路104耦合到探头尖电阻Rt的直流和低频信号不经过衰减地耦合到测试设备150。忽略探头尖电阻Rt和电阻Rs，这时被测电路104在探头尖电阻Rt看到的探头输入电容近似是电容Cs和测试设备150输入电容的并联，在26pF～61pF范围，这么大的输入电容通常会对被测电路104造成显著的影响。当开关S断开时，探头衰减比为10倍，即从被测电路104耦合到探头尖电阻Rt的直流和低频信号经过10倍衰减后耦合到测试设备150。电阻Rc很大，可以认为开路，忽略探头尖电阻Rt和电阻Rs，这时被测电路104在探头尖电阻Rt看到的探头输入电容近似是电容Cc串联上电容Cs和测试设备150输入电容的并联，该电容在11pF～21pF范围。探头衰减比为10倍时的输入电容小于探头衰减比为1倍时的输入电容，但仍然很大。在探头衰减比大于1时，为了使得探头100和测试设备150组成的测试系统的频率响应平坦，图1中的元件需要满足以下关系(忽略电阻Rt和电阻Rs的影响)：Cc·Rc＝(Cs+Ci)·Ri其中Ci为测试设备150的输入电容，Ri为测试设备150的输入电阻。当探头的衰减比远大于1时，探头100的输入电容近似等于电容Cc的大小。Ri的大小不能变，为了进一步减小Cc，需要增大Rc，即增大探头100的衰减比。简单地增大Rc，会使得探头100的直流输入阻抗偏离10MΩ标准输入阻抗，不符合要求。为了解决上述问题，参考图2，专利号为5172051的美国公开专利文件公开了另一种探头200，包括探头尖电阻Rt、RC并联电路110(包括电阻Rc和电容Cc)、无损同轴电缆130、终端网络140(包括电阻Rs3、电阻Rs2、电阻Rs1、电容Cs)。探头尖电阻Rt与RC并联电路110串联，一方面形成一个最小探头输入阻抗，另一方面与无损同轴电缆130的特征阻抗一起提供80％的高频衰减。探头尖电阻Rt、RC并联电路110、无损同轴电缆130、终端网络140共同组成一个固定比例的衰减器。由于电容元件的阻抗随频率变化，在不同的频段，电容元件的阻抗在衰减电路中占的分量不同，因而决定衰减比例的主要元件不同。在低频段，电容元件的阻抗很高，可以忽略，电阻Rc和电阻Rs3串联组成的衰减电路主要决定衰减比例；在中频段，电容元件的阻抗跟电阻的阻抗可以比拟，这时补偿网络110和由电缆电容、电容Cs、电阻Rs3组成的网络决定衰减比例；在高频段，电容元件的阻抗很小，电阻和电容并联的网络的阻抗由电容决定，电阻和电容串联的网络的阻抗由电阻决定，这时探头键电阻Rt、电容Cc、无损同轴电缆130、电阻Rs1、电阻Rs2、电容Cs共同决定衰减比例。通过设置优化的无损同轴电缆130的长度，可以使得反射损耗和其它传输线效应引起的失真最小，从而使得探头的频率响应尽量平坦。上述探头200由于引入了电阻Rs3，可以得到较大的衰减比，进而可以使得输入电容更小，而且保持输入阻抗为10MΩ标准输入阻抗。由于低频段的衰减比由电阻决定，而探头200的各个电阻是不变的，因此低频衰减比是固定的。而中高频衰减比主要是由各个电容决定，为了使得频响的平坦度高，需要调节探头200的中高频衰减比，这可以通过手动调节电容Cs来进行，但是由于存在寄生电容、电容元件误差等问题，中高频衰减比无法精确调节。因此，现有技术存在这样一个问题：为了使得探头200的频响平坦度足够高，改变探头200的中高频衰减比的方案存在不可调节的误差，难以实现。

技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有衰减功能的探头，探头频响平坦度高。本发明所述的具有衰减功能的探头，包括一个公共端子和串联连接的一个RC并联模块、一个输出端口；在所述RC并联模块和所述输出端口之间的连接线上有一个第一接线点，所述第一接线点和公共端子之间串联有一个第一电容和一个第一电阻；在所述连接线上还设置有第二接线点，在所述第二接线点和所述公共端子之间依次串联有一个第二电阻和一个程控可变电阻；所述程控可变电阻的电源引脚连接到所述输出端口的一个电源连接端子上，所述程控可变电阻的控制引脚连接到所述输出端口的一个控制连接端子上。本发明的探头在第二电阻和公共端之间设置程控可变电阻，通过调节程控可变电阻即可实现对探头的低频和直流增益进行校准，进而使得探头的频率响应平坦度高，探头精度高；同时可以对程控可变电阻进行程控控制，相比于手动调节，精度高。作为一种举例说明，本发明所述的探头中，所述第二接线点位于所述RC并联模块和所述第一接线点之间。作为又一种举例说明，本发明所述的探头中，所述程控可变电阻的最大值小于1M欧姆。作为又一种举例说明，本发明所述的探头中，所述第一接线点和所述第二接线点之间的连接线上还串联有一个第三电阻。作为又一种举例说明，本发明所述的探头中，所述程控可变电阻为数字电位器AD5243。为了解决背景技术中的问题，本发明还提供了一种信号采集系统。所述信号采集系统包括一个具有衰减功能的探头和一个测量设备，所述探头包括：一个公共端子和串联连接的一个RC并联模块、一个输出端口；在所述RC并联模块和所述输出端口之间的连接线上有一个第一接线点，所述第一接线点和公共端子之间串联有一个第一电容和一个第一电阻；所述测量设备包括：一个用于与所述输出端口相配接的输入端口，一个与所述输入端口连接的控制处理模块，一个电源模块；在所述连接线上还设置有第二接线点，在所述第二接线点和所述公共端子之间依次串联有一个第二电阻和一个程控可变电阻；所述程控可变电阻的电源引脚连接到所述输出端口的一个电源连接端子上，所述程控可变电阻的控制引脚连接到所述输出端口的一个控制连接端子上；所述测量设备的输入端口上设置有一个电源输出端子和一个控制输出端子；所述电源输出端子与所述电源模块连接，所述控制输出端子与所述控制处理模块连接。本发明的信号采集系统包括探头和测量设备，在探头的第二电阻和公共端之间设置程控可变电阻，且通过连接端子连接探头和测量设备，使得测量设备可以自动调节程控可变电阻，通过调节程控可变电阻即可实现对探头的低频和直流增益进行校准，进而使得探头的频率响应平坦度好，探头精度高，所述的信号采集系统采集得到的数据更准确。作为本发明的一种举例说明，本发明所述的信号采集系统中，所述第二接线点位于所述RC并联模块和所述第一接线点之间。作为又一种举例说明，本发明所述的信号采集系统中，所述程控可变电阻的最大值小于1M欧姆。作为又一种举例说明，本发明所述的信号采集系统中，所述第一接线点和所述第二接线点之间的连接线上还串联有一个第三电阻。作为又一种举例说明，本发明所述的信号采集系统中，所述程控可变电阻为数字电位器AD5243。作为又一种举例说明，本发明所述的信号采集系统中，所述测量设备为数字示波器。为了解决背景技术中的问题，本发明还提供了一种信号采集方法，应用于本发明所述的信号采集系统，所述方法包括一个预置步骤和一个配置步骤；所述预置步骤：在所述测量设备的控制处理模块中预置与所述探头对应的程控可变电阻的阻值数据；所述配置步骤：所述探头与所述测量设备连接后，所述控制处理模块依据所述阻值数据来配置所述程控可变电阻。本发明所述的方法，在测量设备中预置探头中的程控可变电阻的阻值数据，一旦探头与所述测量设备连接好，在开始测量被测电路前，测量设备中控制处理模块会向程控可变电阻发送阻值数据，使得程控可变电阻配置到预定值，整个过程相比于手动调节，调节精细，使得采集得到的数据精度高、数据准确。本发明提供的探头、信号采集系统和方法，通过在探头中设置程控可变电阻来调节低频和直流增益，使得低频和直流增益与高频增益相等，使得探头的频率响应平坦度高，探头精度高，采集得到的数据准确。附图说明图1是背景技术中探头100的电路原理图；图2是背景技术中探头200的电路原理图；图3是本发明的探头300的电路原理图；图4是本发明的程控可变电位器AD5243的原理图；图5是本发明的信号采集系统500的电路原理图；图6是本发明的信号采集方法S600的流程图；图7是本发明的信号采集方法S600的又一流程图；图8是本发明的信号采集方法S600的又一流程图。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。参考图3，本实施例提供一种探头300，所述探头300包括一个公共端子COM，串联连接的一个RC并联模块302、一个输出端口303，在所述RC并联模块302和所述输出端口303之间的连接线306上设置有第一接线点304和第二接线点305，所述第一接线点304和公共端子COM之间串联有一个电容C2和电阻R2，所述第二接线点305和所述公共端子COM之依次串联有电阻R3和程控可变电阻R4，所述程控可变电阻R4的电源引脚T1连接到所述输出端口303的电源连接端子3031，所述程控可变电阻R4的控制引脚T2连接到所述输出端口303的控制连接端子3032。在本实施例中，所述RC并联模块302包括并联连接的电容C1和电阻R1。所述RC并联模块302的另一端连接被测电路301。作为一种变形，所述RC并联模块302和被测电路301之间还可以串联有一个探头尖电阻。作为又一种变形，所述RC并联模块302中的电容C1可以有多个电容串联和/或并联构成，所述电阻R1也可以有多个电阻串联和/或并联构成，并不会对本发明产生影响。在本实施例中，所述连接线306、第一接线点304和第二接线点305以及第一接线点304与公共端子COM之间的电路、第二接线点305与公共端子COM之间的电路可以共同看成一个衰减模块307。在所述RC并联模块302和所述衰减模块307之间通过同轴线308通信。作为一种变形，所述RC并联模块302和所述衰减模块307之间还可以通过普通信号线通信。在本实施例中，所述第一接线点304在后，并直接与所述输出端口303连接；所述第二接线点305在前，并直接与通过所述同轴线308与所述RC并联模块302连接，可以直接制作在一个PCB板上。作为一种变形，所述第一接线点304也可以在前，直接通过所述同轴线308与所述RC并联模块302连接；所述第二接线点305在后，并直接与所述输出端口303连接，制作在一个PCB板上。作为又一种变形，所述第一接线点304和所述第二界限点305也可以是同一个接线点，制作在一个PCB板上。作为又一种变形，当所述第一接线点304在后、所述第二接线点305在前时，所述两个接线点之间的连接线306上还可以串联有一个电阻，该电阻可以补偿电阻R2对高频衰减比的影响。作为又一种变形，当所述第一接线点304在后、所述第二接线点305在前时，所述同轴线308和所述第二接线点305之间还可以串联有一个电阻，该电阻可以补偿电阻R2对高频衰减比的影响。在本实施例中，所述输出端口303包括一个BNC连接头，BNC连接头是一种常见的连接头，广泛应用于各种探头以及各种测量设备，外围是一层屏蔽金属层，中间是信号传输线，两者之间时绝缘层，并具有固定的尺寸等参数，此处不再赘述。所述输出端口303上还设置有一个电源连接端子3031和一个控制连接端子3032，两个端子之间相互独立，可以分别设置在BNC连接头的绝缘层上。作为一种变形，所述电源连接端子3031和控制连接端子3032也可以由一个端子构成，此端子设置在BNC连接头的绝缘层上。此时所述程控可变电阻R4的电源引脚T1和控制引脚T2可以连接到一个总线上，通过一个总线连接到所述BNC连接头上，例如可以采用1-WIRE通信的方式来实现，此处不再赘述。在本实施例中，所述电容C2和电阻R2依次串联在所述第一接线点304和公共端子COM之间。作为一种变形，所述电容C2和电阻R2的串联连接的位置可以调换，即所述电容C2和电阻R2依次串联在所述公共端子COM和所述第一接线点304之间，并不会对本发明产生影响。在本实施例中，所述电阻R3和程控可变电阻R4依次串联在所述第二接线点305和所述公共端子COM之间。这样的做法是因为：一方面所述程控可变电阻R4的额定电源电压较小，一般在1.8V-5.5V之间，由电阻R3首先分压后，程控可变电阻R4两端的加的电压较小，易于满足需求；另一方面，程控可变电阻R4具有比电阻R3大的寄生电容大很多的寄生电容，如果直接与所述连接线306连接，程控可变电阻R4的寄生电容对探头300的影响较大，而设置在所述电阻R3和公共端子COM之间，则该寄生电容对探头300的影响小。在本实施例中，所述程控可变电阻R4的最大值小于1M欧姆，这是由现有的示波器等测量设备和探头300共同决定的，以示波器为例，一般示波器的输入阻抗为1M欧姆，探头输入阻抗为10M欧姆，为了达到40∶1或者更高的衰减比，需要程控可变电阻R4的阻值小于1M欧姆。作为一种变形，所述程控可变电阻R4的最大值也可以大于或等于1M欧姆，这需要所述程控可变电阻R4具有大的调节范围和小的步进，例如最大值为2M欧姆的电阻，其可调范围为0-2M欧姆，共有1000份步进，每次步进2欧姆，也能够满足探头300的大多数需求。作为又一种变形，所述程控可变电阻R4也可以有多个程控可变电阻共同构成，他们之间或串联、或并联、或串并联结合，可以共同构成程控可变电阻R4，但是更多的数量会带来更多的寄生电容。因此，如果探头300能够忍受这种方式带来的寄生电容，多个程控可变电阻共同构成也是可以的；或者，也可以通过设置补偿电路来修正寄生电容，通过设置补偿电路来修正寄生电容是现有技术，不再赘述。在本实施例中，所述程控可变电阻R4采用Analogdevice公司的AD5243数字电位器。结合参考图4，AD5243共有4个引脚，其中引脚VDD是电源引脚，直接连接到输出端口303的电源连接端子3031；引脚GND是接地引脚，直接连接公共端子COM；引脚SDA和SCL是控制引脚，直接连接到输出端口303的控制接线端子3032。AD5243内部具有两组电阻，两组电阻或用其中一个，或串联，或并联，可以实现的最大电阻具有四个档位：2.5K欧姆、10K欧姆、50K欧姆、100K欧姆，可以根据需要选用不同的档位。AD5243具有256个步进，其额定电源电压为2.7V-5.5V，能够满足探头300的需求。AD5243采用串行通信方式通信，其内部具有控制电阻的阻值的寄存器RDAC，用户可以通过输出端口303来读/写该寄存器RDAC，从而修改AD5243的阻值。引脚SDA用来传输数据，引脚SCL用来传输时钟，向RDAC寄存器写入新数据后，AD5243的阻值就会相应改变，此后保持在该阻值上，直到向RDAC写入新的数据；一旦AD5243断电，则AD5243可以保持在该阻值上，也可以回到预先设定的一个典型值上。通过改变AD5243的阻值来校准探头300的低频和直流增益，以此获得更好的频率响应平坦度，且调节精度高。本发明的又一实施例提供一种信号采集系统500，结合参考图5，所述信号采集系统500包括探头300和测量设备400。所述探头300包括一个公共端子COM，串联连接的一个RC并联模块302、一个输出端口303，在所述RC并联模块302和所述输出端口303之间的连接线306上设置有第一接线点304和第二接线点305，所述第一接线点304和公共端子COM之间串联有一个电容C2和电阻R2，所述第二接线点305和所述公共端子COM之依次串联有电阻R3和程控可变电阻R4，所述程控可变电阻R4的电源引脚T1连接到所述输出端口303的电源连接端子3031，所述程控可变电阻R4的控制引脚T2连接到所述输出端口303的控制连接端子3032。所述测量设备400包括一个输入端口401，一个控制处理模块403、一个电源模块404，所述输入端口401上设置有一个电源输出端子4011、一个控制输出端子4012，电源输出端子4011连接到电源模块404，控制输出端子4012连接到控制处理模块403。所述测量设备400的输入端口401可以与所述探头300的输出端口303配接，配接后可以用来测量被测电路301，探头从被测电路301获得测量信号，并通过输出端口303和输入端口401传输给测量设备400。所述测量设备400通过输入端口401与探头300的输出端口303配接后，测量设备400的电源模块404可以通过电源输出端子4011向探头300的程控可变电阻R4供电，控制处理模块403也可以通过控制输出端子4012向探头300的程控可变电阻R4发送数据以改变程控可变电阻R4的阻值。测量设备400还包括有与输入端口401连接的前端电路402，探头300将获得测量信号通过输入端口401传输给前端电路402，前端电路402再将测量信号通过输出端405传输给A/D转换模块等，进行下一步处理。本实施例中，测量设备400为数字示波器。作为一种变形，所述测量设备400还可以为数据采集卡、逻辑分析仪等。在本实施例中，为了便于说明，将测量设备400中前端电路402进行理想模型化处理，处理后的前端电路402包括一个程控可变放大器K，一个电阻R5和一个电容C3。在本实施例中，所述RC并联模块302包括并联连接的电容C1和电阻R1。所述RC并联模块302的另一端连接被测电路301。作为一种变形，所述RC并联模块302和被测电路301之间还可以串联有一个探头尖电阻。作为又一种变形，所述RC并联模块302中的电容C1可以有多个电容串联和/或并联构成，所述电阻R1也可以有多个电阻串联和/或并联构成，并不会对本发明产生影响。在本实施例中，所述连接线306、第一接线点304和第二接线点305以及第一接线点304与公共端子COM之间的电路、第二接线点305与公共端子COM之间的电路可以共同看成一个衰减模块307。在所述RC并联模块302和所述衰减模块307之间通过同轴线308通信。作为一种变形，所述RC并联模块302和所述衰减模块307之间还可以通过普通信号线通信。在本实施例中，所述第一接线点304在后，并直接与所述输出端口303连接；所述第二接线点305在前，并直接与通过所述同轴线308与所述RC并联模块302连接，可以直接制作在一个PCB板上。作为一种变形，所述第一接线点304也可以在前，直接通过所述同轴线308与所述RC并联模块302连接；所述第二接线点305在后，并直接与所述输出端口303连接，制作在一个PCB板上。作为又一种变形，所述第一接线点304和所述第二界限点305也可以是同一个接线点，制作在一个PCB板上。作为又一种变形，当所述第一接线点304在后、所述第二接线点305在前时，所述两个接线点之间的连接线306上还可以串联有一个电阻，该电阻可以补偿电阻R2对高频衰减比的影响。作为又一种变形，当所述第一接线点304在后、所述第二接线点305在前时，所述同轴线308和所述第二接线点305之间还可以串联有一个电阻，该电阻可以补偿电阻R2对高频衰减比的影响。在本实施例中，所述输出端口303包括一个BNC连接头，采用BNC公头实现；而所述输入端口401也包括一个BNC连接头，采用BNC母头实现。BNC连接头是一种常见的连接头，广泛应用于各种探头以及各种测量设备，外围是一层屏蔽金属层，中间是信号传输线，两者之间时绝缘层，并具有固定的尺寸等参数，公头和母头可以相互配接，此处不再赘述。所述输出端口303上还设置有一个电源连接端子3031和一个控制连接端子3032，两个端子之间相互独立，可以分别设置在BNC连接头的绝缘层上。所述输入端口401上设置有一个电源输出端子4011和一个控制输出端子4012，两个端子之间相互独立，分别设置在BNC连接头的绝缘层上。且在所述输出端口303和输入端口401配接时，所述电源输出端子4011与所述电源连接端子3031电连接，所述控制输出端子4012与所述控制连接端子3032电连接。作为一种变形，所述电源连接端子3031和控制连接端子3032也可以由一个端子构成，此端子设置在BNC连接头的绝缘层上。所述电源输出端子4011与所述控制输出端子4012也可以由一个端子构成，此端子设置在BNC连接头的绝缘层上。此时所述程控可变电阻R4的电源引脚T1和控制引脚T2可以连接到一个总线上，通过一个总线连接到所述BNC连接头上，所述电源模块404和所述控制处理模块403通过一个总线连接到所述BNC连接头上，例如可以采用1-WIRE通信的方式来实现。且当所述输出端口303和输入端口401配接时，所述电源输出端子4011与所述电源连接端子3031电连接，可以为探头300中的程控可变电阻R4供电，所述控制输出端子4012与所述控制连接端子3032电连接，可以相互通信。在本实施例中，所述电容C2和电阻R2依次串联在所述第一接线点304和公共端子COM之间。作为一种变形，所述电容C2和电阻R2的串联连接的位置可以调换，即所述电容C2和电阻R2依次串联在所述公共端子COM和所述第一接线点304之间，并不会对本发明产生影响。在本实施例中，所述电阻R3和程控可变电阻R4依次串联在所述第二接线点305和所述公共端子COM之间。这样的做法是因为：一方面所述程控可变电阻R4的额定电源电压较小，一般在1.8V-5.5V之间，由电阻R3首先分压后，程控可变电阻R4两端的加的电压较小，易于满足需求；另一方面，程控可变电阻R4具有比电阻R3寄生电容大很多的寄生电容，如果直接与所述连接线306连接，该寄生电容对探头300的影响较大，而设置在所述电阻R3和公共端子COM之间，则该寄生电容对探头300的影响小。在本实施例中，所述程控可变电阻R4的最大值小于1M欧姆，这是由现有的示波器等测量设备和探头300共同决定的，以示波器为例，一般示波器的输入阻抗为1M欧姆，探头输入阻抗为10M欧姆，为了达到40∶1或者更高的衰减比，需要程控可变电阻R4的阻值小于1M欧姆。作为一种变形，所述程控可变电阻R4的最大值也可以大于或等于1M欧姆，这需要所述程控可变电阻R4具有大的调节范围和小的步进，例如最大值为2M欧姆的电阻，其可调范围为0-2M欧姆，共有1000份步进，每次步进2欧姆，也能够满足探头300的大多数需求，但是现有技术中的程控可变电阻一般达不到如此高的参数要求。作为又一种变形，所述程控可变电阻R4也可以有多个程控可变电阻共同构成，他们之间或串联、或并联、或串并联结合，可以共同构成程控可变电阻R4，但是更多的数量会带来更多的寄生电容。因此，如果探头300能够忍受这种方式带来的寄生电容，多个程控可变电阻共同构成也是可以的；或者，也可以通过设置补偿电路来修正寄生电容，通过设置补偿电路来修正寄生电容是已有技术，不再赘述。在本实施例中，所述程控可变电阻R4采用Analogdevice公司的AD5243数字电位器。结合参考图4，AD5243共有4个引脚，其中引脚VDD是电源引脚，直接连接到输出端口303的电源连接端子3031；引脚GND是接地引脚，直接连接公共端子COM；引脚SDA和SCL是控制引脚，直接连接到输出端口303的控制接线端子3032。AD5243内部具有两组电阻，两组电阻或用其中一个，或串联，或并联，可以实现的最大电阻具有四个档位：2.5K欧姆、10K欧姆、50K欧姆、100K欧姆，可以根据需要选用不同的档位。AD5243具有256个步进，其额定电源电压为2.7V-5.5V，能够满足探头300的需求。AD5243采用串行通信方式通信，其内部具有控制电阻的阻值的寄存器RDAC，用户可以通过输出端口303来读/写该寄存器RDAC，从而修改AD5243的阻值。引脚SDA用来传输数据，引脚SCL用来传输时钟，向RDAC寄存器写入新数据后，AD5243的阻值就会相应改变，此后保持在该阻值上，直到向RDAC写入新的数据；一旦AD5243断电，AD5243可以保持在该阻值上，也可以回到预先设定的一个典型值上。通过改变AD5243的阻值来校准探头300的低频和直流增益，以此获得更好的频率响应平坦度，且调节精度高。作为一种举例说明，所述控制处理模块403可以由DSP芯片构成，也可以由单片微处理器构成，还可以由FPGA芯片构成，等等。下面对本实施例的电路原理进行介绍。同轴线308选择有损同轴线，有损同轴线本身的传输线效应不明显，不会出现严重的反射现象，因此中频段和高频段的频率响应非常相似，所以合并为高频段来说明。由于电容元件的阻抗随着频率变化，在不同的频段，电容元件的阻抗在衰减电路中占的分量不同，因而决定衰减比例的主要元件不同。在低频段，电容元件的阻抗很高，可以认为断路，电阻R1、R3、R4和R5串联组成的衰减电路主要决定低频增益。低频增益为：[(R3+R4)||R5]/{[(R3+R4)||R5]+R1}在高频段，电容元件的阻抗远小于电阻的阻抗，可以认为电阻开路，电容C1、C2、C3、电缆分布电容Cc组成的衰减网络决定高频增益。高频增益为：(C3||C2||Cc)/[(C3||C2||Cc)+C1]。由于电容均不变，故高频增益不变。为了使得高频增益和低频增益相等，需要调节程控可变电阻R4，使得低频增益等于高频增益。高频增益和低频增益相等，即频率响应平坦度最佳，系统在测量设备400的输入端口401处具有匹配的时间常数。因此，只需要对低频和直流增益进行校准，即可使得系统的频率响应平坦度好，探头300测量得到的信号准确。因此，当被测电路301的信号为低频时，电阻R3和R4串联，再与电阻R5并联，再与电阻R1串联，构成整个系统电路。一般测量设备中电阻R5取值为1M欧姆，而整个系统电路的总电阻为10M欧姆，衰减比设为40∶1，被测电路的电压为300V，程控可变电阻R4的额定电源电压为2.5V。电阻R3和程控可变电阻R4的串联电阻称为R34，电阻R34与电阻R5并联后的电阻称为Rs，根据衰减比公式：可以得到电阻Rs的值为0.25M欧姆，R1的值为9.75M欧姆。进一步可以计算出电阻R34的值为333K欧姆，即电阻R3和程控可变电阻R4串联阻值为333K欧姆。由于衰减比为40∶1，被测电路的电压为300V，可以得到第二接线点305处的电位为7.5V，再加上程控可变电阻R4的额定电源电压为2.5V，即电阻R3和程控可变电阻R4之间的电位最大为2.5V，可以得到程控可变电阻R4的最大值不能大于电阻R3的一半，因此程控可变电阻R4的最大值不能大于111K欧姆，否则程控可变电阻R4工作异常或损坏。进一步可以得出，电阻R3取值283K欧姆，程控可变电阻R4取100K欧姆档位，即能够满足衰减比、程控可变电阻R4电压需求等要求，又可以得到较大的调节范围，也使得探头和整个系统的频率响应补偿范围较大，符合要求。经过上述计算得到的探头可以实现40∶1的衰减比，因此可以使得电容C1尽可能小，对被测电路301的影响小。本发明的又一实施例给出了一种针对上述信号采集系统500的信号采集方法S600，测量设备以数字示波器为例，结合参考图6，包括预置步骤S601和配置步骤S602。预置步骤S601：在所述示波器400的控制处理模块403中预置与所述探头300对应的程控可变电阻R4的阻值数据；配置步骤S602：所述探头300与所述示波器400连接后，所述控制处理模块403依据所述阻值数据来配置所述程控可变电阻R4。在本实施例中，结合参考图7，所述预置步骤S601可以这样实现：首先开始步骤S701：连接好探头300和示波器400，如果示波器400具有多个通道(例如双通道示波器具有2个通道，4通道示波器具有4个通道)，可以逐个连接其中的每个通道，也可以只对其中的一个通道预置，并打开电源，进入正常测量模式。然后进入步骤S702：探头300的探头尖连接一个低频参考源，例如采用示波器400自带的低频方波信号，还可以采用外部信号发生器产生的低频方波信号，还可以采用方波电路产生的方波信号，所述方波信号是没有过冲和预冲的方波信号。然后进入步骤S703：示波器400的控制处理模块403判断采集到的方波信号是否满足预置误差要求，例如设置过补偿或欠补偿小于方波幅度的1％为满足要求。如果满足，记录此时程控可变电阻R4的电阻值到控制处理模块403，进入步骤S705；如果不满足，则进入步骤S704。步骤S704：如果示波器400采集到的方波信号是过补偿，则控制处理模块403增大程控可变电阻R4的阻值，此时示波器400显示的方波信号会随之变化，直到示波器400采集到的方波信号满足预置误差要求，记录此时程控可变电阻R4的电阻值到控制处理模块403；如果示波器400采集到的方波信号是欠补偿，则控制处理模块403减小程控可变电阻R4的阻值，此时示波器400显示的方波信号会随之变化，直到示波器400采集到的方波信号满足预置误差要求，记录此时程控可变电阻R4的电阻值到控制处理模块403。步骤S705：重复上述步骤，对下一个通道对应的探头300进行预置。步骤S706：预置步骤结束。本实施例的上述步骤可以由示波器400和探头300的用户根据需要自行完成；也可以预先完成上述步骤，将程控可变电阻R4的阻值数据预置在控制处理模块403中，用户不可改变。需要说明的是，由于不同探头和不同探头之间的组合需要不同的可变电阻R4的预置参数，因此在上述步骤中，记录程控可变电阻R4的阻值时，需要同时记录通道号和探头号，进行一一对应的记录，此为现有技术，且不影响本发明，不再赘述。在本实施例中，结合参考图8，所述配置步骤S602可以是这样的：首先开始步骤S801：连接好探头300和示波器400，可以同时连接多个探头和通道，也可以只连接一个通道，打开电源，进入正常测量模式。然后进入步骤S802：示波器400识别探头号和通道号。然后进入步骤S803：控制处理模块403依据所述探头号和通道号读取预置的程控可变电阻R4的阻值数据，并发送给程控可变电阻R4，进入步骤S804；如果查找不到预置数据，则示波器400提示未校准，进入步骤S805。步骤S804：程控可变电阻R4根据接收到的数据改变电阻值到相应的档位。步骤S805：配置结束。需要说明的是，步骤S803中，如果查找不到预置数据，示波器400提示未校准，可以是显示器显示提示，也可以是报警提示，也可以是二者的结合等，并不影响本发明。进一步需要说明的是，所述配置步骤S602可以是在示波器400开机后、正常测量前自动进行，配置完成后，可以正常测量数据；也可以是设置配置选项，由用户选择是否配置，如果用户选择配置，则根据用户选择指令进入配置步骤S602。进一步需要说明的是，所述程控可变电阻R4可以具有一个典型值，在程控可变电阻R4未收到配置数据或者探头300断电后，程控可变电阻R4保持该典型值。所述典型值可以是程控可变电阻R4出厂时预定好的，也可以是由用户设定的，并不会影响本发明。作为一种变形，所述程控可变电阻在探头300断电后也可以不保持一个典型值，而保持断电前的阻值，这是由程控可变电阻R4本身的特性和用户设置共同决定的，并不会影响本发明。步骤S805完成后，用户就可以使用示波器400和探头300进行测量应用。继续结合参考图5，探头300通过探头尖连接到被测电路301，被测电路301中的信号被耦合到RC并联模块302，经过RC并联模块302的分压后通过同轴线308送到衰减模块307，由于衰减模块307中的程控可变电阻R4的阻值已经调节到最佳，因此信号被衰减模块307衰减后送至探头300的BNC连接头，再经过示波器400的BNC连接头的耦合，信号就送到了示波器400内部，经过示波器400内的前端电路402的放大等处理，使信号变为符合A/D转换器要求的信号，通过输出端405进一步传输给A/D转换器，A/D转换器对该信号进行采样，转换为数字信号，送给数字处理器进行后续的处理，完成整个信号采集过程。通过以上说明可以看出，本发明的实施例解决了背景技术中存在的探头不能精细调节、频率响应不能自动调节、频率响应易受环境因素影响的问题，提供了一种采用程控可变电阻实现的探头、一种采用程控可变电阻实现的信号采集装置，以及一种对应于信号采集装置的信号采集方法，所述探头可以自动、程控调节程控可变电阻，而不需要调节电容，即可实现对探头和信号采集系统频率响应的调节，频率响应平坦度好，探头精度高，进而使得信号采集系统采集得到的数据精度高、准确度高，且由于增大了探头衰减比，减小了探头输入电容，使得探头和整个信号采集系统对被测电路的影响也进一步降低，测量效果好。以上所述的仅为本发明的具体实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。