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技術(shù)文章

電流探頭與差分探頭,區(qū)別可不止一星半點

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   差分探頭測量的是差分信號。差分放大原理是指一對信號同時輸入到放大電路中,然后相減,得到原始信號。差分放大器是由兩個參數(shù)特性相同的晶體管用直接耦合方式構(gòu)成的放大器。若兩個輸入端上分別輸入大小相同且相位相同的信號時,輸出為零,從而克服零點漂移。差分信號和普通的單端信號走線相比,較為明顯的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面:
  抗干擾能力強,因為兩根差分走線之間的耦合很好,當(dāng)外界存在噪聲干擾時,幾乎是同時被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩信號的差值,所以外界的共模噪聲可以被較大程度抵消。
  能有效抑制EMI,同樣的道理,由于兩根信號的極性相反,他們對外輻射的電磁場可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。
  時序定位準確,由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個信號的交點,而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時序上的誤差,同時也更適合于低幅度信號的電路。目前流行的LVDS就是指這種小振幅差分信號技術(shù)。
  差分放大原理是指一對信號同時輸入到放大電路中,然后相減,得到原始信號。差分放大器是由兩個參數(shù)特性相同的晶體管用直接耦合方式構(gòu)成的放大器。若兩個輸入端上分別輸入大小相同且相位相同的信號時,輸出為零,從而克服零點漂移。
  電流探頭是一種有源探頭,是示波器測量電流的*配件,而有源探頭只是個廣泛的說法,是指需要供電的探頭。有源探頭的輸入阻抗高、帶寬也高。
  其結(jié)構(gòu)是根據(jù)法拉第原理設(shè)計的,用來測量導(dǎo)線中干擾電流信號的磁環(huán),本質(zhì)上是一個匝數(shù)為1的變壓器。使用電流探頭能夠測量流經(jīng)導(dǎo)線的電流大小。分為AC/DC以及AC。前者可以測量直流以及交流電流的大小,后者只可以測量交流電流的大小。
  電流探頭一般情況分為三類:
  一、柔性探頭:此類探頭一般只對交流電流的測量,電流量程可以高達幾千A,美中不足的是不能對直流電流的測量,還有就是誤差較大。
  二、低頻電流探頭:此類探頭是通過霍爾傳感器來采集信號,優(yōu)點是可以進行交直流的測量且電流量程相對較大,缺點是當(dāng)頻率稍高時候就無法準確采集到信號了,有時候會導(dǎo)致對信號的誤判。低頻一般用于對工頻信號的測量,類似于50HZ//60HZ的市電,或者UPS生產(chǎn)制造企業(yè)。
  三、高頻電流探頭:此類探頭是由霍爾傳感器和磁電傳感器共同完成對信號的采集的,低頻部分交給霍爾傳感器來處理,高頻部分交給磁電傳感器來處理。這樣完成對整個頻率段的覆蓋。
  高頻電流探頭同樣能夠?qū)恢绷麟娏鞯臏y量,優(yōu)點是能夠捕獲到高頻率的電流信號,可以完整的把信號變化細節(jié)體現(xiàn)出來,缺點是受限于核心器件的瓶頸,電流量程相對較小。主要應(yīng)用于開關(guān)電源的設(shè)計,電機驅(qū)動的調(diào)試等需要用到20K以上頻率的場合。從帶寬角度來定義的話,至少是M級以上的帶寬才算高頻電流探頭。
  探頭對示波器的測量至關(guān)重要,首先要求探頭對探測的電路影響必須達到小,并希望對測量值保持足夠的信號保真度。如果探頭以任何方式改變信號或改變電路運行方式,示波器看到實際信號會失真比較嚴重,進而可能導(dǎo)致錯誤的或者誤導(dǎo)性的測量結(jié)果。通過以上介紹得出,探頭的選購和正確使用有許多值得我們注意的地方。

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