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高壓差分探頭使用注意事項(xiàng)

 使用高壓差分探頭進(jìn)行測量對(duì)電源工程師來說是家常便飯,但與普通探頭相比,差分探頭的使用包含諸多細(xì)節(jié)。本文整理了針對(duì)高壓的測試方法和高壓探頭參數(shù)含義,推薦收藏。

一、測量高壓電源的方法

浮地測量法:這是一種既不安全又不準(zhǔn)確的方法,因?yàn)楦〉睾笫静ㄆ髋c大地的寄生電容會(huì)使信號(hào)發(fā)生振鈴現(xiàn)象,導(dǎo)致信號(hào)失真。

圖1 浮地測量

AB偽差分法:使用兩個(gè)普通無源探頭分別測量兩端的電壓,之后兩者相減得到兩點(diǎn)的信號(hào)差。這種方法安全但是不準(zhǔn)確,因?yàn)檫@種方法的共模抑制比會(huì)很差,導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。

圖2 AB偽差分法

高壓差分探頭測量法:這是一種既安全又準(zhǔn)確的方法。

當(dāng)測量高壓信號(hào)時(shí),高壓差分探頭具有一定的隔離作用,可直接測量高壓信號(hào),如測量電網(wǎng)的輸入,無需隔離被測電路或示波器,如下圖3所示,若換成普通無源探頭是十分危險(xiǎn)的。

當(dāng)測量差分信號(hào)時(shí),建議使用高壓差分探頭,因?yàn)椴罘中盘?hào)是不共地的,比如CAN信號(hào),而若使用兩個(gè)普通的探頭會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象。

圖3 高壓差分探頭測量法

二、高壓差分探頭介紹

以ZP1050D高壓差分探頭為例,其主要的配件包括高壓差分探頭主體、電源適配器、紅黑鱷魚夾、紅黑探鉤。

圖4 高壓差分探頭及其配件

三、高壓差分探頭使用注意事項(xiàng)

使用ZDS2024 Plus示波器與ZP1000D系列高壓差分探頭測量220V(峰峰值為620V左右)電源模塊電壓,以下為主要的注意事項(xiàng):

測量前要了解所測的電源的電壓峰值有多大,是否超過探頭的最大量程范圍,如圖5所示。

圖5 高壓差分探頭標(biāo)識(shí)

注:ZP1050D/ZP1080D的帶寬為50M/80M,單端對(duì)地輸入阻抗為4MΩ,輸入電容為7Pf。

測量前檢查探頭檔位是否選擇正確,若電壓峰值范圍在130V以下可使用1/50檔,若電壓峰值范圍在130V以上建議使用1/500檔,相應(yīng)的示波器上也要改為對(duì)應(yīng)的探頭比率,50X/500X。

圖6 示波器探頭檔位切換

在示波器中調(diào)節(jié)時(shí),盡量設(shè)置合適的示波器垂直靈敏度,使波形盡量占據(jù)屏幕6格左右,但是不要超出屏幕范圍。因?yàn)椴ㄐ未怪睓n位越小,ADC的測量精度越高,測量越準(zhǔn)確,如圖7所示。

圖7 電源信號(hào)垂直檔位調(diào)節(jié)

測量時(shí)盡量使用輸入線雙絞的方式進(jìn)行測量,如下圖8所示。使用雙絞方式可以減少環(huán)路面積,降低空間磁場的拾取,從而減少噪聲的干擾,提高測量的準(zhǔn)確性。特別是在電磁輻射比較強(qiáng)的環(huán)境下,使用雙絞線可以有效的減少噪聲的干擾。

圖8 使用雙絞與不使用雙絞測量對(duì)比

盡量不要使用延長線。延長線使輸入電容增大,產(chǎn)生信號(hào)反射,會(huì)降低探頭帶寬,使無法測量高頻信號(hào)。在測量頻率超過10MHz時(shí)不建議使用延長線,如果必須額外加長輸入線,要保證兩根延長線要延長相同的長度且測量輸入的信號(hào)頻率不得超過10MHz。

從圖中可以看出輸入線延長對(duì)電壓的幅值產(chǎn)生了一定的影響,使用延長線時(shí),建議要對(duì)兩輸入線進(jìn)行雙絞,這樣可以避免更多的干擾,測量更精確。

四、高壓差分探頭指標(biāo)

1、帶寬:所有的探頭都有帶寬,探頭的帶寬是指探頭響應(yīng)導(dǎo)致輸出幅度下降到70.7%(-3dB)的頻率,一般的帶寬在50MHz左右。

2、共模抑制比(CMRR):共模抑制比是指差分探頭在差分測量中抑制兩個(gè)測試點(diǎn)共模信號(hào)的能力,共模信號(hào)通俗的說就是干擾信號(hào),所以探頭差分放大電路抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng),放大器的性能越好,探頭性能就越強(qiáng),其公式為:

CMRR=|Ad/Ac|

其中Ad為差分信號(hào)的電壓增益,Ac為共模信號(hào)的電壓增益。Ad的值越大證明差分信號(hào)增益越大,對(duì)信號(hào)越有利。

圖10 差分探頭指標(biāo)

總結(jié)

致遠(yuǎn)電子ZP1000D系列高壓差分探頭集合工程師的精心設(shè)計(jì),滿足測試測量的需求,保證能讓您愛不釋手,您還在等什么呢,趕緊行動(dòng)吧。

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