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示波器差分探头应用知识

2011年04月08日 12:41:35人气:3034来源:苏州特安斯电子有限公司

 示波器差分探头 P6025
 
25MHz,1300V。
x20、x50、x200三档衰减。
zui大量测1300Vp-p,几乎可满足大部分电子、电机作业。
可匹配任何厂牌的示波器(模拟或数字)。

 

 示波器差分探头 P6050
 
50MHz,6500V。
x100、x200、x500、x1000,4段衰减开关。
zui大量测电压,高达6500Vp-p。
可匹配任何厂牌的示波器使用。
54MΩ超高输入阻抗。

 示波器差分探头 P6100
 
100MHz,6500V。
x100、x200、x500、x1000,4段衰减开关。
zui大量测电压,高达6500Vp-p。
可匹配任何厂牌的示波器使用。
54MΩ超高输入阻抗。

认识差分探头

一、前言
        我们都知道使用示波器,就必须使用探针

 

 

 



 

          由于半导体组件的速度愈来愈快,受测电路的讯号自然愈来愈高速化。今天要正确地从受测电路检出讯号,并传送到示波器的输入端。而又不影响受测 电路的正常运转,不是一件容易的事情。使用正确的探棒是一个关键。若 探针选用不当,即使购买再昂贵的示波器,也无济于事。现在市面上有许多种 类的探棒可以帮助使用者在各种不同条件下完成电路检测的工作,差动探棒就 是其中一类。


  差动探针早期主要是用来量测电力系统,电力转换器及转换式电源供应 器。所量测的讯号通常都是相当大的浮动讯号,从数十伏到数仟伏。近年来由 于数字电路的高速化,数字设计及数字传输中大量使用差动讯号,因而出现新 型的低压高速差动探针。它的量测范围很小。只有几伏甚至零点几伏,但频宽 很宽,可高达数 GHz 。在现代的示波器量测中,不管是高压型差动探针,或是 高速型差动探针,在他们各自的领域中,都是*的。
 
二、示波器探棒的选择 - 电力差动讯号 在电力电子电路中,通常有许多相当大的浮动讯号,图二是一个典型的交换式电源供应器 (Switching Power) 的电力电路,我们可以将它以 Vd( 差动讯号 VCM( 共模讯号 VLINE ( 电源讯号
来表示。

 

 

  当我们用示波器观测电力电子电路讯号时,如果使用单端探棒,将造成短 路,损坏待测物及测试设备,甚至造成测量人员触电等 图三

 

 

  电路与示波器的接地端形成短路回路,所以有 些量测人员便将示波器的电源接地拆掉,浮接示波器,来避免短路回路的形成 图四 ,但是,这样就可以解决我们在电力电子电路的量测问题了吗?让我们就这 样的方式来讨论:

 

 


  
图四显示,即便将示波器电源接地切断,当我使用多通道量测非共地电路

时,在不同通道单端探棒的接地端,仍然会形成短路回路,造成待测电路或测 试设备损坏,同时,在测试设备的接地端,如示波器机壳, BNC 接头探棒的接地线等,将会存在 VLine VLine+VCM 相当大的浮动电压,一不小心就容易造成人员触电或损坏电路及设备,严重威胁您的生命及财产安全。 如果我们浮接示波器,并只用单一探棒,谨慎地避免接触到任何接地端 ,这样,就可以解决我们在电力电子电路的量测需求了吗?恐怕没有那么简单喔!

 

 


  事实上,即使我们将示波器的接地线切断,在示波器对地之间,仍然存在一个电容效应,而探棒的隔离网状接地线可视为一电感(图五),以交换式电源 供应器为例, Vd VCM 为快速切换讯号,当我们以单端探棒量测 Vd 讯号时, VCM 的高速 Switching 讯号将会经由 L C 对地振荡产生 Ringing  讯号,并在 VL 二端产生电压降,所以在示波器的输入讯号端会得到正常的 Vd 讯号加上受干扰 VL 讯号 图六

 

 


  有一个简单的测试方法可以检视存在于探捧接地线上 VL 的干扰讯号:

 

 

  将探棒的两端,一起接在 Vd VCM 之间的同一点上 如图七 ),  在示波器的 输入端可测得 VCM VLine  L.C. 振荡后存在 L 上的干扰讯号 VL

  也有人尝试在待测电路端加上电源隔离变压器 图八

 

 

  如图八所示 加了隔离变压器之后,虽然切断了 VLine   可免除触电的危险, 但是在 LC 振荡之后,仍然会在探棒产生干扰讯号 VL ,除此之外,加上隔离变 压器还会改变了待测电路输入电力线的条件与特性,当我们要做电力谐波分析、功率量测, EMI EMC 测试时,也会造成量测误差。
 
  综合以上几点的说明得知,当我们在进行电力电子电路的量测时,差动式 探棒可说是*工具之一,兹将使用单端探棒与差动式探棒量测电力电子电路 应用列表如下:

 

关键词:变压器
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