差分測量和差分探頭介紹

測量中我們通常不得不進行兩個測量點(地電位)都沒有接地的測量，信號“公共點”可能從接地提高到數千伏。此外，許多測量要求抑制高共模信號，來分析上面駐留的低電平信號。無關的接地電流也可能會給顯示增加干擾。這些問題經常迫使用戶使用危險的測量方法， 幸運的是，市場上不僅提供了安全的解決方案，而且這些解決方案要遠遠比極其危險而又不可接受的電子儀器浮動測量精確得多。

這些方案分成幾大類：差分探頭、隔離輸入儀器（例如隔離通道示波器）、隔離變壓器和隔離放大器。OItek同時提供了差分探頭和隔離輸入儀器。為了實現安全精確的操作，儀器必須參考接地。由于在整個儀器上存在高壓點擊危險，儀器保護接地系統失效而導致儀器“浮動”，不僅會給操作人員帶來安全隱患，而且還給儀器的變壓絕緣帶來壓力。由于儀器機箱的電容與電路相連，它還會降低測量精度。

差分探頭和隔離器充分允許儀器安全地測量沒有參考接地的浮動電壓或信號。它們特別適合測量線路連接的電源電路中的信號，如開關電源、馬達驅動裝置、鎮流器和不間斷電源。如使用光纖隔離器，還可以從物理上把儀器與探頭隔離最遠200米，同時保持高達100MHz的信號帶寬。即使在測量參考接地時，可能仍需要差分測量解決方案，以消除接地回路或接地反跳問題。
差分探頭功能簡介

有源差分探頭可以查看差分信號。差分信號是指互相參考、而不是參考地的信號。盡管也可以使用匹配的一對單端探頭，但真正的差分探頭通常會提供更高的性能，實現高CMRR、寬頻率范圍及輸入間最小的時間偏移。差分信令在兩條互補線上傳輸數據。信號對一起路由到接收機上，接收機使其彼此相減，恢復原始信號。隨著速率提高，差分信令正變得越來越常用。差分信令消除了共模噪聲，它還減少了對發射機和比較信號、確定邏輯電平使用的接收機共用參考電壓的需求，消除了某些信號完整性問題，如“地面反跳”問題。

在必須以差分方式測量信號時，Gooxian為滿足您的應用需求提供了一列差分探頭解決方案。盡管也可以使用成對的單端探頭，但真正的差分探頭通常可以提供最高的性能，實現高CMRR，寬頻率范圍及輸入間最小的時間偏移。

差分探頭系統比較電路中間兩個不同點上的電壓電平，把兩者之差作為輸出結果。在更高頻率上，其VMRR性能一般要優于電壓隔離器。一些高頻差分探頭特別測量適合快速、低振幅的信號，也有一些差分探頭可以處理電壓振幅較高、速度較慢即使在高噪聲的環境中，仍可以顯示低頻、超低振幅的差分信號。
隔離輸入示波器

OItek推出的泰克TPS2000B系列高達4通道數字隔離通道示波器可以實現完全隔離的測量。通過IHVP250高壓探頭，實現高達直流1500V、交流2000V峰值的高壓測試。
什么是共模抑制比(CMRR)及其重要意義

簡而言之，差分測量顯示了兩個測試點之間的電平差。特別是，浮動測量是一種沒有參考接地的差分測量。為了精確地完成這一測量，測量系統必須拒絕兩個測試點共用的信號，并顯示電壓差。CMRR定義了在存在共模信號時測量系統精確地分辨測來那個差的能力。CMRR是共模抑制比的簡寫，CMRR是差分放大器使用的一個指標，其公式為：CMRR＝|Ad/Ac|，其中Ad是差分信號的電壓增益，Ac是共模信號的電壓增益。在理想情況下，Ad應該大，Ac應該等于0。由于完美的差分放大器的CMRR是無窮大，因此差分測量系統的CMRR越高，其距理想值越近。例如，在CMRR10，000：1的系統中，5V的共模輸入將導致0.5mV的輸出(5V/0.5mV=10,000：1 CMRR)。CMRR還以dB表示，其關系式為：CMRR dB=20log CMRR。因此，10，000：1的CMRR等于80dB。

信號頻率的提高、源阻抗差、接地連接不正確及探頭和示波器輸入放大器不匹配，都會導致CMRR降級。由于開關電路中的共模信號包含明顯的高頻分量，因此高頻的CMRR對精確測量特別關鍵。在CMRR等于10，000：1(80dB)時，如果共模信號是50V，我們將能夠區分＞5mV的電壓差。在CMRR等于100：1(40dB)時，我們只能分辨＞500mV的電壓差。

CMRR dB值與比率的關系

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