高壓差分探頭測試實例分析-PRBTEK學院分享

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       探頭的種類很多，其中高壓差分探頭在開關電源應用中十分廣泛，然而很多工程師對差分探頭的理解不是很深刻，市場上差分探頭生產廠家也不少，性能指標各不相同，甚至相差甚遠，造成測出的波形也不盡相同，工程師無法看到正確波形。下面PRBTEK給大家講述高壓差分探頭測試實例分析及使用技巧。

       首先我們先來了解差分信號。差分信號是互相參考，而不是參考接地的信號。例如，圖1開關電源中半橋上下開關管(Q1，Q2管)中電壓信號；圖2多相電源系統中電壓信號，以上信號在本質上是“漂浮”在地之上。

圖1開關電源中的開關管上的差分信號

圖2 多相電源系統中的差分信號

高壓差分探頭測試實例分析

       1、差分探頭測試半橋電路中MOS管的DS極間電壓

        以下是利用DP6130測試半橋電路上下管DS波形實例：

差分探頭測試上下管DS極間電壓系統

探頭測試點

上下管DS波形

       以上實例說明，差分探頭滿足浮地測量的需要和普通示波器通道間隔離的需求。這里需要說明：上下管的DS電壓一般幾百V以上，一般差分探頭測量問題都不大，但是如果測到的波形尖峰很大，用戶需要考慮是否是差分探頭本身造成的，如果差分探頭的畸變指標設計的不好，可能會導致尖峰過高現象的發生。

       在實際測試中，遇到過示波器通道間延時不一樣，這也是客戶需要考慮的問題，特別是上下管波形對比時，如果示波器的不同通道的延時相差很大，工程師必須考慮進去，一般相同型號的差分探頭延時相差不大，都是幾個ns的差別。

2、差分探頭測試半橋電路中MOS管的GS極間驅動電壓

        以下是利用DP6130測試上下管GS波形實例：

差分探頭測試半橋電路上下管GS極間電壓系統

測試點特寫

橋電路上下管 GS 波形

3、差分探頭CMRR的實例分析

       還是以上面的測試平臺為例，將差分探頭的紅黑夾子短接，同時勾住上管的G極，理論上差分探頭的輸出應該為零，而實際上不可能，原因就在于，被測點對地有很高的共模電壓，接近480V，而差分探頭的共模抑制能力有限，那么就會有輸出，輸出越大，證明差分探頭的CMRR能力越差。

測試共模能力的演示系統（紅黑探夾同時勾住上管 G 或者S 極）

共模能力測試點特寫

        上管共模輸出波形通過以上圖片可以看出，由于差分探頭的共模能力有限，共模信號的輸出峰峰值有 2.64V，會影響實際的驅動波形測量，圖上的尖峰影響高頻部分，其它部分影響低頻部分。現在我們來仔細分析驅動波形，請看下圖上管驅動波形圖片分析：

上管驅動波形分析（在共模電壓情況下）

       以上圖片可以看出，DP6130 測量驅動波形，波形失真還是比較小的，原因在于 CMRR 指標是比較高。DP6130 差分探頭驅動波形時，示波器是每格 5V，而根據共模信號波形可知，共模信號輸出的峰峰值只有 2.64V，所以實測到的驅動波形幾乎看不到波形的失真，基本達到應用要求。市場上各個廠家的 CMRR 能力不盡相同，大家可以用該種方法判斷探頭的共模抑制比能力，同時讓你能夠準確判斷你測試出的驅動波形是否接近實際值。

       以上內容由普科科技PRBTEK整理，如果您在使用探頭過程中還有什么問題，歡迎訪問普科科技PRBTEK官網www.prbtek.com。