主要介紹高壓差分探頭的主要指標(biāo)，優(yōu)缺點(diǎn)和相關(guān)技能。

高壓差分探頭

一種常見的差分探頭針對低壓信號。 這種類型的差分信號在高速數(shù)字電路中更為常見。 這種差分探頭的測量電壓的公共幅度為±8V，帶寬一般在1GHz以上； 另一類專門用于高壓測量。 測量電壓高達(dá)KV。 這種類型的差分信號在開關(guān)電源測量中更為常見。 這種類型的差分探頭稱為高壓差分探頭。 測量電壓通常為KV電平，帶寬在20MHz-100MHz范圍內(nèi)。 共同。

差分探頭主要用于測量浮動系統(tǒng)。 在電力系統(tǒng)測試中，通常需要測量三相電源中火線和火線之間的相對電壓差，或火線和零（中心）線之間的相對電壓差。 許多用戶直接使用單端探頭在兩個點(diǎn)上測量電壓，導(dǎo)致探頭不時(shí)燒壞。 這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)示波器的“信號公共線”端子都連接到保護(hù)性接地系統(tǒng)，通常稱為“接地”。 其結(jié)果是，施加到示波器并由示波器提供的所有信號都有一個公共連接點(diǎn)。 通常的連接點(diǎn)是示波器機(jī)架，方法是使用交流電源設(shè)備電源線中的第三根接地線將探頭接地線連接到測試點(diǎn)。 如果此時(shí)使用單端探頭進(jìn)行測量，則單端探頭的接地線將直接連接到電源線，并且結(jié)果必須是短路。 在這種情況下，我們需要差分探頭進(jìn)行浮動測量。

差分探頭的三個重要指標(biāo)：

帶寬（通用）：所有探針都具有帶寬。 探頭的帶寬意味著探頭的響應(yīng)導(dǎo)致輸出幅度下降到70.7％

（-3 dB）頻率。選擇示波器和示波器探頭時(shí)，重要的是要意識到帶寬會以多種方式影響測量精度。 在振幅測量中，隨著正弦波的頻率接近帶寬極限，正弦波的振幅變得越來越衰減。 在帶寬極限處，正弦波的幅度將被測量為實(shí)際幅度的70.7％。 因此，為了獲得更高的幅度測量精度，必須選擇帶寬要比要測量的高頻率波形高幾倍的示波器和探頭。 測量波形的上升時(shí)間和下降時(shí)間也是如此。 波形過渡邊緣（例如脈沖和方波邊緣）由高頻分量組成。 帶寬限制會衰減這些高頻分量，導(dǎo)致顯示的轉(zhuǎn)換速度比實(shí)際的轉(zhuǎn)換速度慢。 為了準(zhǔn)確地測量上升時(shí)間和下降時(shí)間，所使用的測量系統(tǒng)必須具有足夠的帶寬，以維持構(gòu)成波形上升時(shí)間和下降時(shí)間的高頻分量。 在常見的情況下，使用測量系統(tǒng)的上升時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)的上升時(shí)間通常應(yīng)比要測量的上升時(shí)間快4-5倍。 在開關(guān)電源領(lǐng)域，通常50MHz的帶寬基本上是足夠的。

CMRR（共模抑制比）：共模抑制比（CMRR）是指差分探頭抑制差分測量中兩個測試點(diǎn)的共模信號的能力。 這是差分探頭的關(guān)鍵指標(biāo)，其公式為：CMRR = | Ad / Ac |。 其中：Ad =差分信號的電壓增益。  Ac =共模信號的電壓增益。 在理想情況下，Ad應(yīng)該很大，而Ac應(yīng)該等于0，所以CMRR是無限的。 實(shí)際上，10,000：1的CMRR被認(rèn)為是非常好的。 這意味著將抑制5 V共模輸入信號，使其在輸出端顯示為0.5 mV。 由于CMRR隨頻率增加而減小，因此指定CMRR的頻率與CMRR值一樣重要。 在測量全橋或半橋電路的上管驅(qū)動波時(shí)，CMRR特別重要。 這也是高壓差分探頭測量此類信號的難點(diǎn)。 如圖1所示，上管GS的驅(qū)動電壓很小，但是共模電壓很高。 在測量變化點(diǎn)的波形時(shí)，差分探頭的CMRR要求較高。 后面將有示例進(jìn)行演示和分析。

失真：失真是輸入信號的預(yù)期響應(yīng)或理想響應(yīng)的任何幅度偏差。 實(shí)際上，畸變通常在快速的波形躍遷之間立即發(fā)生，這表現(xiàn)為所謂的“阻尼振蕩”。 差分探頭的兩條差分輸入線很長，通常約為50cm。 如果差分探頭的設(shè)計(jì)不好，則測量的信號容易失真。 市場上不同制造商的差分探頭測得的結(jié)果可能有所不同，有些則大不相同。 該指標(biāo)是原因之一。

當(dāng)然，差分探頭還具有諸如輸入阻抗，輸入電容，精度，衰減系數(shù)等指標(biāo)。市場上各個制造商之間的差異不大，通常不會有問題。