标签: 高压探头

高压差分探头在开关电源应用中十分广泛，常用于浮地信号的测量。其关键指标有CMMR（共模抑制比），畸变，带宽。下面针对市场上常见的品牌 知用(CYBERTEK),泰克，三华，品致进行关键指标 CMRR 实测对比。 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。如图 1 中，上管 GS 驱动电压很小，但是共模电压很高，测量该点波形时，对差分探头的 CMRR 要求比较高，后续将会有实例演示分析。 图 1: LLC 半桥谐振电路示意图 一.实验设备 ⑴差分探头型号  知用(CYBERTEK) DP6150A(1500Vpk/100MHz)  泰克 P5200A(1300Vpk/50MHz)  三华差分探头 SI-9010(7000Vpk/70MHz)  品致差分探头 DP-50(3500Vpk/100MHz) ⑵示波器：LeCroy WaveSurfer 62Xs 600MHz ⑶实测电源：常见 LLC 半桥谐振电源 二.测试方法 ⑴．共模抑制比能力实测：差分探头红黑测试夹同时夹在开关电源上下管的中点。如图 1 原理图的“S 上”测试点，观察探头输出，理论上输出 0，CMRR 无穷大，实际上不可能，比较不同厂家探头输出大小，输出越小代表 CMRR 能力越强，测量驱动信号更加准确。 ⑵．上桥驱动信号实测：红色测试夹接图 1 中的“G 上”，黑色测试夹接图 1 中的“S上”，观察驱动波形。得出如下结论：CMRR 能力越强，驱动波形越真实。注意：驱动波形除了和CMRR 有关，信号的畸变指标也很重要，如果信号上升沿达到 ns 级别，探头的畸变指标也必须考虑进去,后续文章将讲解该指标。 三.实测对比 ⑴ 知用(CYBERTEK:1 通道) PK 泰克(2 通道) a. 共模实测对比 观察上图：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 共模输出小于 2 通道泰克的P5200A，CMRR 指标更好。 b. 驱动实测对比 观察上图可知： 驱动波形基本相同，CMRR 在一个数量级别上，测试出的值相差不大，基本都能反应出正确波形。 ⑵ 知用(CYBERTEK:1 通道) PK 三华 (2 通道) a. 共模实测对比 观察上图：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 共模输出小于 2 通道三华的 SI-9010，CMRR 指标更好 b. 驱动实测对比 观察上图，可知 驱动波形基本相同，CYBETEK（黄线）方波波形会更平坦一点，这是由于 CMRR 指标好一点的原因。 ⑶ 知用(CYBERTEK) PK 品致 a. 共模实测对比 观察上图：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 输出 Vpp:1.22V; 2 通道品致的DP-50 输出 Vpp：28.5V，DP6150A CMRR 明显优于 DP-50 好多倍，下面将通过测量 GS 电压验证 CMRR 指标的重要性！ b. 驱动实测对比 观察上图，可知 驱动波形相差非常大，品致（红线）毛刺非常大，CMRR 差导致测量严重失真；由此可见 CMRR 的重要性! 总结：CMRR 是差分探头关键指标之一，CMRR 越高，测量驱动电压时越准确；用户在验证该指标时，也非常简单：红黑测试夹接电源驱动的同一点，观察探头输出，输出越小，CMRR 越高；由于差分探头红黑输入线容易受干扰，测量 时尽可能双绞，提高抗干扰性。 注意：1.测试探头是在市场上随机选择的探头，仅代表该探头测试结果。 2.测试 CMRR 时，线放在不同位置，都有一点点变化，可以双绞测量，提高稳定性。

 这是高精度数字表系列揭秘系列的最后一篇文章了.这篇文章也将让我们回到高精度测量的起点, 就是探头. 高品质的探头和可靠的连接是一切测量工作的起点. 在市场上最流行的万用表供应商通常在包装箱中放入一对标准探头.他们也会提供一些价格并不太高的可选探头.在很多测试过程中,这些选件可能是很有用的. 下面我给大家推荐几个   带有弹簧的精细探头 工程师往往要把双手和双眼都用于电路板的检测, 有时观看万用表显示都可能造成探头的滑动。Agilent 34133A精密测试线和探头会帮工程师解决这个问题。这种探头的测试线又小又轻，并配有使用冠状弹簧触针的Agilent 专利点测头。弹簧压着触针可帮助吸收小的滑动，冠状触针可刺入焊点中有些万用表. 该探头的价格大约为人民币270元左右.另外,有些数字万用表,34401A、34410A 和34411A 提供锁定有效读数的读数保持功能。锁定的读数使工程师集中关注于探测。   用于四线欧姆测量的探头 如果您要作四线欧姆测量，就需要第二套测试线。Agilent 34138A测试线套件是不错的选择。它包括一些很尖的探头和使用于表面贴装器件的精细抓钩。该探头套件的价格大约在RMB260元 高压探头 一般数字万用表允许的输入电压在1000VDC一下，探头安全使用电压也是1000V。但如果需要测试数千伏甚至上万伏的电压，就需要配备数字高压探头， 例如Agilent 34136A. 它有固定的输入阻抗模式(输入电阻为 10 MΩ)， 提供1000:1 的分压比，把电压表的测量能力扩展到40 kV DC， 从而使您能用万用表安全地测量高压。 该产品的价格大约为RMB1500元 大电流分流器 数字万用表允许的直接输入最大电流通常不超过3A， 个别可以达到10A。如果所需测量的电流超过其最大量程，就需要使用大电流分流器了。 Agilent 34330A 电流分流器测量直流和低频交流电流， 如果测量时间不超过15分钟，其允许的最大电流是30A。 如果长时间连续测量，可以承受的电流时15 A。 它是精密的0.001 Ω电阻器，装在由环氧树脂密封的塑料盒中。该分流器通过1 A电流时的输出为1 mV。可通过分流器上的接线柱测量该电流。只需把导线牢固地接到接线柱上。该产品的市场价格大约为RMB750元。另外，市场上也能看到更大的电流探头。  低热偏置接线座 在上一篇文章《内部偏置和测量引线造成的测量误差》中，我们谈到了热偶结电压对小信号测试的影响。如果需要尽量降低这个影响，可以考虑选择 Agilent 34171B 数字万用表输入端连接器座。 这是一套两个连接器，它提供接线到所有5 个输入端 （2个电压测试端，2格电流测试端和一个接地端）的方便和可靠的方法。端子用低热铜合金制作，可把不同金属连接的感应电压减到最小。为实现最小的热偏置电压，要使用与所有连接器相同尺寸的裸铜线。该产品的市场价大约为RMB1800元   以上这些探头和附件，均适用于市场上最流行的34401A、34410A和34411A 6位半数字万用表， 也可用于一些其他品牌的高性能数字万用表。如果诸位希望购买这些产品， 可以直接联系安捷伦的授权分销商。查询各地安捷伦授权分销商的详细信息，可访问 www.agilent.com.cn/find/disty 好了，最后以这篇广告式的文章结束了高性能万用表系列的介绍。技术文章也好，广告也罢，只要对从事测试工作的工程师有用，就算赤脚医生没有白忙活。在以下一系列文章， 将和大家共同探讨高精度、高可靠的数据采集技术。