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高壓差分探頭差分信號的常見測量方法

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   探頭的種類很多,其中高壓差分探頭在開關電源應用中十分廣泛,然而很多用戶對差分探頭的理解還不夠深刻,本文將重點講述差分信號的測量。

高壓差分探頭

  目前高壓差分探頭差分信號的常見測量方法有3種:
  1)示波器浮地測量
  目前常見的錯誤浮地測量方法就是示波器浮地測量方法,是通過切斷標準三頭AC插座地線的方法或使用一個交流隔離變壓器,切斷中線與地線的連接。將示波器從保護地線浮動起來,如圖4,以減小地環路的影響。這種方法其實并不可行,因為在建筑物的布線中中線也許在某處已經與地線相連,是不安全的測量方法;此外,它違反了工業健康和安全規定,且獲得的測量結果也差。而且示波器在地浮動時會出現一個大的寄生電容,浮動測量將受到振蕩的破壞,測量的波形失真嚴重,后續會有實例演示??偠灾?,示波器浮地測量容易損壞被測器件;損壞示波器;給人身帶來潛在危害;測量誤差大。
  2) 使用兩個探頭測量,再利用示波器數學運算功能計算
  使用兩個探頭進行兩項單端測量,這是一種常用方法,也是進行差分測量不希望的方法。測量到地的信號(單端)及使用示波器的數學運算函數(通道A信號減去通道B),就可測量差分信號。在信號時低頻信號,信號幅度足夠大,能夠超過任何擔心的噪聲情況下,可以采取這種方法。兩個單端測量組合在一起有多個潛在問題。
  其中一個問題是沿著每個探頭直到每條示波器通道有兩條單獨的長信號通路。這兩條通路之間的任何延時差都會導致兩個信號發生時間偏移。在高速信號上,這個偏移會導致計算的差分信號中發生明顯的幅度和定時誤差。
  另一個問題是它們不能提供足夠的共模噪聲抑制。實際電路中,共模噪聲源很多,比如說,附近時鐘線在兩條信號線上導致的噪聲,熒光等外部來源發出的噪聲。隨著頻率的提高,單端測量的CMMR(共模抑制比)的性能會迅速下降。如果保留共模干擾的話,這會導致信號的噪聲比實際的噪聲還要大的多。
  3)差分測量
  浮地測量較好的解決辦法就是使用高共模抑制比的差分探頭,因為兩個輸入端都不存在接地的問題,兩路輸入信號的差分運算在探頭前端放大器完成,傳輸到示波器通道的信號是已差分后的電壓,示波器無需去掉三線插頭的接地端即可實現安全的浮地測量。

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