使示波器探头偏置达到小的有效流程

发布时间：2018-09-12

使示波器探头偏置达到小的有效流程
仪器能否配备充足的记录长度，以高分辨率捕获很长的工频波形？

这些特点为有效执行电源设计测量奠定了基础。

**准确地探测电压波形和电流波形

在使用数字示波器进行电源测量时，必须测量设备中的电压及电流。这一任务要求使用两只不同的探头：一只电压探头(通常是高压差分探头)，一只电流探头。显示了开关式电源(SMPS)中的典型测量方案。在范围在几kHz到几MHz的时钟驱动下，金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)控制着电流。

测量经过MOSFET的电流相对简单，可以使用许多不同的泰克霍尔效应电流探头完成，如TCP0030。而测量电压则会面临更多的问题。MOSFET没有连接到交流电源接地或电路输出接地上。因此，不可能使用示波器进行接地参考电压测量，因为把探头的地线连接到任何MOSFET端子上都会使通过示波器接地的电路短路。

进行差分测量是测量MOSFET电压的佳方式。在差分测量中，可以测量漏极到源极电压(VDS)，即MOSFET漏极和源极端子中的电压。VDS可以位于几十伏到几百伏电压的顶部，具体视电源的范围而定。

可以通过多种方法测量VDS：

浮动示波器的机箱接地。**不要采用这种方式，因为这种非常不**，会给用户、被测设备和示波器带来危险。

使用传统无源单端探头，把地线相互连接起来，使用示波器的通道匹配功能。这种测量方式称为准差分测量。但是，无源探头与示波器的放大器结合使用时，不能提供充分阻塞任何共模电压的共模抑制比(CMRR)。尽管用户可能很想使用这种方法，因为可以使用已有的探头，但它并不能准确地测量电压。

使用商用探头隔离器，隔离示波器的机箱接地。探头的地线不再位于接地电位，可以把探头直接连接到测试点上。探头隔离器是一种有效的解决方案，但它成本高，通常是差分探头的2～5倍。

使用真正差分探头。高压差分探头(如泰克P5205)可以准确**地测量VDS。

消除电压探头和电流探头之间的时滞

每只电压探头和电流探头都有自己的特性传播延迟。电流探头和电压探头之间的延迟差称为时滞，会导致幅度和定时测量不准确。

必须了解探头的传播延迟对大峰值功率和面积测量的影响，因为功率是电压和电流的乘积。如果两个相乘的变量没有**对准，那么会得到不正确的结果。在探头没有正确“校正时滞”时，测量精度会下降，如开关损耗。

消除探头偏置

差分探头一般会有较小的电压偏置。这会影响精度，在继续测量前必须消除这个电压偏置。大多数差分电压探头拥有内置的DC偏置调节控制功能，可以相对简单地消除偏置。

在预热后：

把示波器设置成测量电压波形的平均值。

选择实际测量中将使用的灵敏度(垂直)设置。

在不存在信号的情况下，把平均电平调节到0V(或尽可能接近0V)。

类似的，必须在执行测量前调节电流探头。

在消磁后：

把示波器设置成实际测量中将使用的垂直灵敏度。

在不存在信号的情况下，关闭电流探头。

把DC平衡调节到零。

把平均值调节到0A或尽可能接近0A。

注意，某些探头(如支持TekVPI的TCP0030)内置了自动消磁/自动清零程序，用户只需在探头comp盒上按一个按钮就可以了。

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