我公司生產(chǎn)的 CP9000 系列柔性探頭根據(jù)環(huán)大小分為三類:
小環(huán) CP9000S 系列:適用于特別狹小空間的測(cè)量,如 MOS 管,IGBT 管,電容等電流測(cè)量。
中環(huán) CP9000 系列:適用于電容紋波電流,三相交流電,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)波形等場(chǎng)合。
大環(huán) CP9000L 系列:適用于大功率應(yīng)用場(chǎng)合,太陽(yáng)能,風(fēng)能等大電流,高電壓應(yīng)用場(chǎng)合。 3 種柔性探頭參考下圖:
重要指標(biāo)說明:
1. 帶寬
柔性探頭是交流探頭,只能測(cè)量交流,帶寬有低頻截止點(diǎn)(-3dB 點(diǎn))fL 和高頻截止點(diǎn)(-3dB
點(diǎn))fH。如下圖:(-3dB 點(diǎn):是指實(shí)際幅度的 70.7%位置)
選擇探頭時(shí)就要考慮探頭的高頻截止點(diǎn) fH 和低頻截止點(diǎn) 是否滿足要求 fL。
要保證幅度滿足精度要求,選擇時(shí)一般要留有 5 倍余量。比如說探頭的低頻截止點(diǎn)是
50Hz,表明實(shí)際如果測(cè)量 50Hz,幅度大概是實(shí)際值的 70.7%,誤差高達(dá)近 30%。也就是測(cè)
量 50Hz 的頻率波形,那么實(shí)際選擇探頭時(shí)要考慮截止點(diǎn)低于 10Hz 的型號(hào)探頭。高頻截止點(diǎn)
也是同樣道理,比如說驅(qū)動(dòng)頻率是 100KHz,要想準(zhǔn)確測(cè)量,必須選擇高頻帶寬大于 500KHz
的電流探頭,當(dāng)然如果考慮到上升沿的問題,帶寬就要綜合考慮了。有些電流波形,雖然頻率
只有 100KHz,但是上升沿可能只有幾十個(gè) ns,就需要帶寬高達(dá)幾十 MHz 的電流探頭了。
2.相位
柔性探頭一般在不同頻點(diǎn)相移不同,原理類似于 RC 的帶通過濾波器,這里簡(jiǎn)單的舉個(gè)
RC 高通濾波器,幫助了解(注:網(wǎng)上摘錄 RC 高通濾波器圖)。
有以上分析可知:在低頻截止點(diǎn)位置 RC 高通濾波器相移為 45°,柔性探頭類似于這種原理,
柔性探頭時(shí)有源積分放大器,相移會(huì)有所不同,可通過廠家實(shí)測(cè)獲得數(shù)據(jù)。 ㈠CP9120S 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù):
根據(jù)說明書可知:CP9012S 低頻截止點(diǎn):34Hz
測(cè)試平臺(tái)如下圖:電流源:FLUKE 5080A 示波器:LeCroy WaveSurfer 62Xs
①CP9012S 和 CP8150A(DC-5MHz 直交流電流探頭,低頻相移很小,可忽略不計(jì))測(cè)量
50Hz 波形對(duì)比:
測(cè)量 50Hz 時(shí),以上圖表明幅度差別不大,但是相位相差 58.4 度左右,和實(shí)際值差別較大
②CP9012S 和 CP8150A(DC-5MHz 直交流電流探頭,低頻相移很小,可忽略不計(jì))測(cè)量
400Hz 波形對(duì)比:
測(cè)量 400Hz 波形 以上圖表明 幅度差別不大,相位誤差在 5.5 度左右 已經(jīng)接近實(shí)際值。
CP9600 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù):
根據(jù)說明書可知:CP9060 低頻截止點(diǎn):3.5Hz
測(cè)試平臺(tái)上同:
①CP9060 和 CP8150A(DC-5MHz 直交流電流探頭,低頻相移很小,可忽略不計(jì))測(cè)量 50Hz
波形對(duì)比:
測(cè)量 50Hz 時(shí), 以上圖表明幅度差別不大,相位相差 5.8 度左右,和實(shí)際值差別也不大
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②CP9060 和 CP8150A(DC-5MHz 直交流電流探頭,低頻相移很小,可忽略不計(jì))測(cè)量 400Hz
波形對(duì)比:
測(cè)量 400Hz 波形 以上圖表明 幅度差別不大,相位誤差在 0.452 度左右 已經(jīng)非常接近實(shí)際值。
通過以上試驗(yàn)得出如下結(jié)論:
探頭低頻截止點(diǎn)指標(biāo)(低頻帶寬) :決定被測(cè)頻率下限,選擇時(shí)要留 5-10 倍余量,這樣可以保
證幅度和相位基本滿足要求。比如要測(cè)量 50Hz 波形,那么實(shí)際選擇探頭時(shí) 要求低頻截止點(diǎn)要在
10Hz 以下,當(dāng)然 5Hz 以下更好!