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技術(shù)文章

高壓差分探頭差分信號(hào)的常見測(cè)量方法

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   探頭的種類很多,其中高壓差分探頭在開關(guān)電源應(yīng)用中十分廣泛,然而很多用戶對(duì)差分探頭的理解還不夠深刻,本文將重點(diǎn)講述差分信號(hào)的測(cè)量。

高壓差分探頭

  目前高壓差分探頭差分信號(hào)的常見測(cè)量方法有3種:
  1)示波器浮地測(cè)量
  目前常見的錯(cuò)誤浮地測(cè)量方法就是示波器浮地測(cè)量方法,是通過(guò)切斷標(biāo)準(zhǔn)三頭AC插座地線的方法或使用一個(gè)交流隔離變壓器,切斷中線與地線的連接。將示波器從保護(hù)地線浮動(dòng)起來(lái),如圖4,以減小地環(huán)路的影響。這種方法其實(shí)并不可行,因?yàn)樵诮ㄖ锏牟季€中中線也許在某處已經(jīng)與地線相連,是不安全的測(cè)量方法;此外,它違反了工業(yè)健康和安全規(guī)定,且獲得的測(cè)量結(jié)果也差。而且示波器在地浮動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大的寄生電容,浮動(dòng)測(cè)量將受到振蕩的破壞,測(cè)量的波形失真嚴(yán)重,后續(xù)會(huì)有實(shí)例演示??偠灾?,示波器浮地測(cè)量容易損壞被測(cè)器件;損壞示波器;給人身帶來(lái)潛在危害;測(cè)量誤差大。
  2) 使用兩個(gè)探頭測(cè)量,再利用示波器數(shù)學(xué)運(yùn)算功能計(jì)算
  使用兩個(gè)探頭進(jìn)行兩項(xiàng)單端測(cè)量,這是一種常用方法,也是進(jìn)行差分測(cè)量不希望的方法。測(cè)量到地的信號(hào)(單端)及使用示波器的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)(通道A信號(hào)減去通道B),就可測(cè)量差分信號(hào)。在信號(hào)時(shí)低頻信號(hào),信號(hào)幅度足夠大,能夠*擔(dān)心的噪聲情況下,可以采取這種方法。兩個(gè)單端測(cè)量組合在一起有多個(gè)潛在問題。
  其中一個(gè)問題是沿著每個(gè)探頭直到每條示波器通道有兩條單獨(dú)的長(zhǎng)信號(hào)通路。這兩條通路之間的任何延時(shí)差都會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)信號(hào)發(fā)生時(shí)間偏移。在高速信號(hào)上,這個(gè)偏移會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的差分信號(hào)中發(fā)生明顯的幅度和定時(shí)誤差。
  另一個(gè)問題是它們不能提供足夠的共模噪聲抑制。實(shí)際電路中,共模噪聲源很多,比如說(shuō),附近時(shí)鐘線在兩條信號(hào)線上導(dǎo)致的噪聲,熒光等外部來(lái)源發(fā)出的噪聲。隨著頻率的提高,單端測(cè)量的CMMR(共模抑制比)的性能會(huì)迅速下降。如果保留共模干擾的話,這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的噪聲比實(shí)際的噪聲還要大的多。
  3)差分測(cè)量
  浮地測(cè)量較好的解決辦法就是使用高共模抑制比的差分探頭,因?yàn)閮蓚€(gè)輸入端都不存在接地的問題,兩路輸入信號(hào)的差分運(yùn)算在探頭前端放大器完成,傳輸?shù)绞静ㄆ魍ǖ赖男盘?hào)是已差分后的電壓,示波器無(wú)需去掉三線插頭的接地端即可實(shí)現(xiàn)安全的浮地測(cè)量。

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