标签: 共模抑制比

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。