高压差分探头的三大重要指标

发布时间:2023-02-15  

高压差分探头有三大指标,你都清楚吗?

带宽 (通用):所有探头都有带宽。探头的带宽是指探头响应导致输出幅度下降到70.7%(-3 dB)的频率,如下图所示。在选择示波器和示波器探头时,要认识到带宽在许多方面影响着测量精度。在幅度测量中,随着正弦波频率接近带宽极限,正弦波的幅度会变得日益衰减。在带宽极限上,正弦波的幅度会作为实际幅度的70.7% 进行测量。因此,为实现最大的幅度测量精度,必需选择带宽比计划测量的最高频率波形高几倍的示波器和探头。这同样适用于测量波形上升时间和下降时间。波形转换沿(如脉冲和方形波边沿)是由高频成分组成的。带宽极限使这些高频成分发生衰减,导致显示的转换慢于实际转换速度。为精确地测量上升时间和下降时间,使用的测量系统必需使用拥有充足的带宽,可以保持构成波形上升时间和下降时间的高频率成份。最常见的情况下,使用测量系统的上升时间时,系统的上升时间一般应该比要测量的上升时间快4-5 倍。在开关电源领域,一般50MHz的带宽就基本够用了。

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CMRR (共模抑制比):共模抑制比(CMRR)是指差分探头在差分测量中抑制两个测试点共模信号信号的能力。这是差分探头的关键指标,其公式为:CMRR = |Ad/Ac|。其中:Ad = 差分信号的电压增益。Ac = 共模信号的电压增益。在理想情况下,Ad 应该很大,而Ac 则应该等于0,因此CMRR 无穷大。在实践中,10,000:1 的CMRR 已经被看作非常好了。这意味着将抑制5 V 的共模输入信号,使其在输出上显示为0.5 毫伏。由于CMRR 随着频率提高而下降,因此指定CMRR 的频率与CMRR 值一样重要。CMRR对于测量全桥或者半桥电路的上管驱动波时,显得尤为重要,这也是高压差分探头测量这类信号时的难点。如下图中,上管GS驱动电压很小,但是共模电压很高,测量改点波形时,对差分探头的CMRR要求比较高,后续将会有实例演示分析。

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畸变:畸变是输入信号预计响应或理想响应的任何幅度偏差。在实践中,在快速波形转换之间通常会立即发生畸变,其表现为所谓的“减幅振荡”。差分探头的两个差分输入线非常长,常见的有50cm左右,如果差分探头这个指标设计不好,那么测量的信号容易产生畸变。市场上不同厂家的差分探头测出的结果可能不同,有的相差甚远,这个指标就是其中原因之一。


当然差分探头还有输入阻抗,输入电容,精度,衰减系数等指标,市场上各个厂家差别不大,一般也不会出问题,所以这里就不一一介绍了。

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