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示波器差分探头应用知识
认识差分探头
一、前言我们都知道使用HYPERLINK"http://www.jszhongye.com.cn/jszhongye_Category_2219540_1.html"\t"_blank"示波器，就必须使用探针

由于半导体组件的速度愈来愈快，受测电路的讯号自然愈来愈高速化。今天要正确地从受测电路检出讯号，并传送到示波器的输入端。而又不影响受测电路的正常运转，绝对不是一件容易的事情。使用正确的探棒是一个关键。若探针选用不当，即使购买再昂贵的示波器，也无济于事。现在市面上有许多种类的探棒可以帮助使用者在各种不同条件下完成电路检测的工作，差动探棒就是其中一类。
差动探针早期主要是用来量测电力系统，电力转换器及转换式电源供应器。所量测的讯号通常都是相当大的浮动讯号，从数十伏到数仟伏。近年来由于数字电路的高速化，数字设计及数字传输中大量使用差动讯号，因而出现新型的低压高速差动探针。它的量测范围很小。只有几伏甚至零点几伏，但频宽很宽，可高达数GHz。在现代的示波器量测中，不管是高压型差动探针，或是高速型差动探针，在他们各自的领域中，都是不可或缺的。二、示波器探棒的选择-电力差动讯号在电力电子电路中，通常有许多相当大的浮动讯号，图二是一个典型的交换式电源供应器(SwitchingPower)的电力电路，我们可以将它以Vd(差动讯号)，VCM(共模讯号)及VLINE(电源讯号)来表示。
当我们用示波器观测电力电子电路讯号时，如果使用单端探棒，将造成短路，损坏待测物及测试设备，甚至造成测量人员触电等(图三)。
电路与示波器的接地端形成短路回路，所以有些量测人员便将示波器的电源接地拆掉，浮接示波器，来避免短路回路的形成(图四)，但是，这样就可以解决我们在电力电子电路的量测问题了吗？让我们就这样的方式来讨论：
图四显示，即便将示波器电源接地切断，当我使用多通道量测非共地电路
时，在不同通道单端探棒的接地端，仍然会形成短路回路，造成待测电路或测试设备损坏，同时，在测试设备的接地端，如示波器机壳，BNC接头探棒的接地线等，将会存在VLine或VLine+VCM相当大的浮动电压，一不小心就容易造成人员触电或损坏电路及设备，严重威胁您的生命及财产安全。如果我们浮接示波器，并只用单一探棒，谨慎地避免接触到任何接地端(图五)，这样，就可以解决我们在电力电子电路的量测需求了吗？恐怕没有那么简单喔！

事实上，即使我们将示波器的接地线切断，在示波器对地之间，仍然存在一个电容效应，而探棒的隔离网状接地线可视为一电感（图五），以交换式电源供应器为例，Vd与VCM为快速切换讯号，当我们以单端探棒量测Vd讯号时，VCM的高速Switching讯号将会经由L、C对地振荡产生Ringing讯号，并在VL二端产生电压降，所以在示波器的输入讯号端会得到正常的Vd讯号加上受干扰的VL讯号(图六)

有一个简单的测试方法可以检视存在于探捧接地线上VL的干扰讯号：

将探棒的两端，一起接在Vd与VCM之间的同一点上(如图七),在示波器的输入端可测得VCM＋VLine经L.C.振荡后存在L上的干扰讯号VL。也有人尝试在待测电路端加上电源隔离变压器(图八)。

如图八所示,加了隔离变压器之后，虽然切断了VLine可免除触电的危险，但是在LC振荡之后，仍然会在探棒产生干扰讯号VL，除此之外，加上隔离变压器还会改变了待测电路输入电力线的条件与特性，当我们要做电力谐波分析、功率量测，EMI、EMC测试时，也会造成量测误差。综合以上几点的说明得知，当我们在进行电力电子电路的量测时，差动式探棒可说是必备工具之一，兹将使用单端探棒与差动式探棒量测电力电子电路应用列表如下：