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高压差分探头差分信号的常见测量方法

日期:2021-03-10 浏览次数:67
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  高压差分探头差分信号的常见测量方法

  探头的种类很多,其中高压差分探头在开关电源应用中十分广泛,然而很多工程师对差分探头的理解不是很深刻,市场上差分探头生产厂家也不少,性能指标各不相同,甚至相差甚远,造成测出的波形也不尽相同,工程师无法看到正确波形。本文将主要讲述什么是差分信号,差分信号的测量,高压差分探头的主要指标,优缺点和相关使用技巧,以及高压差分探头在开关电源的典型应用。

  目前差分信号的常见测量方法如下:

  1)使用两个探头测量,再利用示波器数学运算功能计算,使用两个探头进行两项单端测量,这是一种常用方法,也是进行差分测量不希望的方法。测量到地的信号(单端)及使用示波器的数学运算函数(通道A信号减去通道B),就可测量差分信号。在信号时低频信号,信号幅度足够大,能够超过任何担心的噪声情况下,可以采取这种方法。两个单端测量组合在一起有多个潜在问题。其中一个问题是沿着每个探头直到每条示波器通道有两条单独的长信号通路。这两条通路之间的任何延时差都会导致两个信号发生时间偏移。在高速信号上,这个偏移会导致计算的差分信号中发生明显的幅度和定时误差。另一个问题是它们不能提供足够的共模噪声抑制。实际电路中,共模噪声源很多,比如说,附近时钟线在两条信号线上导致的噪声,荧光等外部来源发出的噪声。随着频率的提高,单端测量的CMMR(共模抑制比)的性能会迅速下降。如果保留共模干扰的话,这会导致信号的噪声比实际的噪声还要大的多。

  2) 示波器浮地测量

  目前常见的错误浮地测量方法就是示波器浮地测量方法,是通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器,切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来,如图4,以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行,因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连,是不安全的测量方法;此外,它违反了工业健康和安全规定,且获得的测量结果也差。而且示波器在地浮动时会出现一个大的寄生电容,浮动测量将受到振荡的破坏,测量的波形失真严重,后续会有实例演示。总而言之,示波器浮地测量容易损坏被测器件;损坏示波器;给人身带来潜在危害;测量误差大。

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