As sondas de linha de transmissão são um tipo especial de sonda passiva concebida para utilização a frequências muito elevadas. Substituem o cabo de sonda de alta impedância encontrado numa sonda passiva tradicional por uma linha de transmissão de precisão, com uma impedância caraterística que corresponde à entrada do osciloscópio (50 Ω). Isto reduz grandemente a capacitância de entrada para uma fração de um picofarad, minimizando a carga de sinais de alta frequência. Uma rede de emparelhamento na ponta aumenta a resistência de entrada DC. Embora tenham uma resistência de entrada DC mais baixa do que uma sonda passiva tradicional (geralmente 500 Ω a 1kΩ), a impedância de entrada dessas sondas permanece quase constante em toda a sua faixa de freqüência. Uma sonda passiva ÷10 tradicional terá uma impedância de entrada de 10 MW em CC, mas essa impedância cai rapidamente com a frequência, passando abaixo da impedância de entrada de uma sonda de linha de transmissão a menos de 100 MHz.
Em algumas aplicações, as sondas de linha de transmissão oferecem vantagens em relação às sondas activas. Para além de serem menos dispendiosas, a sua conceção passiva é mais resistente à sobretensão e à exposição a ESD. São úteis em aplicações que produzem impulsos estreitos e de subida rápida com amplitudes que excedem a gama dinâmica das sondas activas. Também tendem a ter menos efeitos parasitas na resposta em frequência. Uma sonda de linha de transmissão de BW elevado que accione um osciloscópio de amostragem pode ser utilizada como "padrão de ouro" em situações em que a resposta de uma medição com sonda ativa é questionada.
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