在示波器的應(yīng)用中,電壓測(cè)試應(yīng)該是常用的一種。對(duì)于電流測(cè)試,示波器通常需要購(gòu)買電流探頭。但是電流探頭比較貴,光電流探頭比示波器貴很多。如果不經(jīng)常用,買現(xiàn)在的探頭不劃算。不用電流探頭能測(cè)電流嗎?今天就來說說吧。
有人可能會(huì)說萬(wàn)用表不能測(cè)量?當(dāng)然,萬(wàn)用表可以測(cè)量電流。但是,有幾個(gè)問題:
1、由于萬(wàn)用表響應(yīng)速度慢,很難實(shí)時(shí)檢測(cè)出變化的電流;
2、萬(wàn)用表不能長(zhǎng)時(shí)間記錄測(cè)試結(jié)果,但更好的電表可以記錄特大值和小值。重要的是萬(wàn)用表看不到電流變化的過程。很多時(shí)候,我們想看到的是變化的過程,而不僅僅是結(jié)果。
想看波形,必須用示波器。如果沒有昂貴的電流探頭,用示波器真的看不到電流的變化嗎?是的,方法很簡(jiǎn)單,根據(jù)歐姆定律很容易實(shí)現(xiàn)I=V/R。注意v不是某一點(diǎn)的電壓,而是兩點(diǎn)之間的電位差。這是一個(gè)重點(diǎn),也是新手容易陷入陷阱的地方。如果你用某一點(diǎn)電壓的變化來預(yù)測(cè)電流的變化,你會(huì)犯很多錯(cuò)誤,我們會(huì)在下面的例子測(cè)試中看到。
實(shí)用的方法是:使用的每?jī)蓚€(gè)檢波器測(cè)量電阻兩端的電壓V1和V2,然后利用示波器的計(jì)算功能實(shí)時(shí)計(jì)算V=V1和V2=V/R。只要環(huán)境變化劇烈,比如R可以看作常數(shù),那么我就和V成線性變化,所以V的變化反映了電流的變化。讓我們用一個(gè)例子來看看這個(gè)方法是否有效。
示波器測(cè)試PCB MOS管的功率、電壓、電流變化之間的損耗和來源的驗(yàn)證實(shí)例。波形的電壓源為Vs,紫色波形為漏極電壓Vd,黃色厚度用示波器波形計(jì)算。綠色波形是由有源電流探頭測(cè)量的漏源電流Isd。對(duì)比Isd和Vsd的波形,可以看出它們的變化過程非常相似。主動(dòng)電流探頭測(cè)得的峰值Isd約為3.6AVsd計(jì)算峰值約為0.43 V,萬(wàn)用表測(cè)得線路電阻約為0.15,所以用電位差法得到的峰值電流約為0.43V/0.15=2.87,與有源電流探頭的測(cè)試結(jié)果不同。當(dāng)然,這和無源傳感器在MOS管、錯(cuò)萬(wàn)用表、示波器等不同狀態(tài)下的電阻是不同的。但我們關(guān)心的是,使用這種方法來測(cè)試當(dāng)前的變更過程是完全可行的。
通過觀察電流的變化,這時(shí)有經(jīng)驗(yàn)的工程師可能會(huì)問一個(gè)問題:使用普通探頭測(cè)試時(shí),如何解決共模抑制比(CMRR)?這是一個(gè)實(shí)際問題,但正如我們前面提到的,這種方法的主要目的是讓我們看到當(dāng)前的變化過程。在各種因素的影響下,用這種方法測(cè)得的比電流肯定不如專用的有源電流探頭準(zhǔn)確。此外,需要一個(gè)有源差分探頭來解決CMRR問題。這個(gè)探測(cè)器也很貴,買了就一分錢不花了。但VS-VD有消除部分信號(hào)干擾的優(yōu)勢(shì)。另外,從中可以看出,單點(diǎn)電壓Vs或Vd的變化和Isd的變化是不一樣的,不要陷入用單點(diǎn)電壓變化來估計(jì)電流變化的陷阱。