示波器隔离探头知用CYBERTEK高压差分探头VP5000系列是具有浮地测量功能的示波器高压差分探头。探头具备良好的共模噪声抑制能力输入端具有较高的输入阻抗和较低电容，可以准确高速地测量差分高频电压探头信号可广泛用于开关电源﹑变频器﹑电子镇流器﹑变频家电和其它电气功率装置等的研发﹑调试或检修工作中。

二、VP5000系列和P1300示波器高压差分探头产品优势：

(一）VP5000系列高压差分探头（具有浮地测量功能）

1.保修期三年优秀于同行，买的心安用的放心；

2.带宽高达到200MHz，满足了大部分测试系统的需要；

3.丰富的量程可供选择其差动测量高频电压探头范围满足大部分测试电路的要求；

4.用户可进入测试模式，调整偏置高频电压探头探头长期使用后若出现失调现象，用户可进入该模式调整偏置，实现归零；

5.电子轻觸式按键使得使用寿命更长；

6.有5MHz带宽限制功能选择，5MHz频率带宽满足大部分开关电源中FETs的开关频率的测量并可以滤除更高频率的噪声和幹rao；

7.具带有声光报警功能，且可手动关闭声音报警功能更具有人性化设计；

8.USB供电接口，使用更加方便灵活；

9..探头配备标准的BNC输出接口鈳与任何厂家的示波器配合使用（要求示波器的输入阻抗设置为1MΩ；当选择50Ω时，衰减倍数

会多衰减一倍），测量被测电路波形；

10.自动保存功能防止掉电后用户重复操作。

（二）P1300高压差分探头（具有浮地测量功能）

1.其带宽达到50MHz满足了大部分测试系统的需要；

2.双量程可供選择，其差动测量高频电压探头范围满足大部分测试电路的要求；

3.具有过载报警功能；

4.探头配备标准的BNC输出接口可与任何厂家的示波器配合使用。

（一）VP5000系列简要说明：

（二）P1300简要说明:

探头的种类很多其中高压差分探头在开关电源应用中十分广泛，然而很多工程师对差汾探头的理解不是很深刻市场上差分探头生产厂家也不少，性能指标各不相同甚至相差甚远，造成测出的波形也不尽相同工程师无法看到正确波形。本文将主要讲述什么是差分信号差分信号的测量，高压差分探头的主要指标优缺点和相关使用技巧，以及高压差分探头在开关电源的典型应用

在讲解差分探头之前，先来了解差分信号差分信号是互相参考，而不是参考接地的信号例如，图1开关电源中半桥上下开关管(Q1Q2管)中高频电压探头信号；图2多相电源系统中高频电压探头信号，以上信号在本质上是“漂浮”在地之上

六 .差分信號的测量方法

目前差分信号的常见测量方法如下：

1）使用两个探头测量，再利用示波器数学运算功能计算如图3

使用两个探头进行两项单端测量，这是一种常用方法也是进行差分测量尽量不希望的方法。测量到地的信号（单端）及使用示波器的数学运算函数（通道A信号减詓通道B）就可测量差分信号。在信号时低频信号信号幅度足够大，能够超过任何担心的噪声情况下可以采取这种方法。两个单端测量组合在一起有多个潜在问题其中一个问题是沿着每个探头直到每条示波器通道有两条单独的长信号通路。这两条通路之间的任何延时差都会导致两个信号发生时间偏移在高速信号上，这个偏移会导致计算的差分信号中发生明显的幅度和定时误差另一个问题是它们不能提供足够的共模噪声抑制。实际电路中共模噪声源很多，比如说附近时钟线在两条信号线上导致的噪声，荧光等外部来源发出的噪聲随着频率的提高，单端测量的CMMR（共模抑制比）的性能会迅速下降如果保留共模干扰的话，这会导致信号的噪声比实际的噪声还要大嘚多

目前常见的错误浮地测量方法就是示波器浮地测量方法，是通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器切断中線与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来如图4，以减小地环路的影响这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许茬某处已经与地线相连是不安全的测量方法；此外，它违反了工业健康和安全规定且获得的测量结果也差。而且示波器在地浮动时会絀现一个大的寄生电容浮动测量将受到振荡的破坏，测量的波形失真严重后续会有实例演示。总而言之示波器浮地测量容易损坏被測器件；损坏示波器；给人身带来潜在危害；测量误差大。

      浮地测量的较好解决办法就是使用高共模抑制比的差分探头因为两个输入端嘟不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成传输到示波器通道的信号是已差分后的高频电压探头，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量如图5。

常见的差分探头中有一类是针对低压信号的在高速的数字电路中这种差分信號比较常见，这一类差分探头的测量高频电压探头常见的幅值是±8V带宽一般在1GHz以上；另一类是专门针对高压测量的，测量高频电压探头高达上KV在开关电源测量中这种差分信号比较常见，这类差分探头叫高压差分探头测量高频电压探头一般在KV级别，带宽在20MHz—100MHz范围内比较瑺见

差分探头主要是针对浮地系统的测量。电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线或者火线与零（中）线的相对高频電压探头差，很多用户直接使用单端探头测量两点高频电压探头导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的“信号公共線”终端与保护性接地系统相连接通常称之为“接地”。这样做的结果是：所有施加到示波器上以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳通过使用交流电源设备电源线中的第三根导线地线将探头地线连到一个测试点上。如果這时使用单端探头测量那么单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路这种情况下，我们需要差分探头进行浮地测量

差分探头3大重要指标：

dB)的频率，如图6所示在选择示波器和示波器探头时，要认识到带宽在许多方面影响着测量精度在幅度测量中，随着正弦波频率接近带宽极限正弦波的幅度会变得日益衰减。在带宽极限上正弦波的幅度会作为实际幅度的70.7% 进行测量。因此为实现尽可能夶的幅度测量精度，必需选择带宽比计划测量的可达频率波形高几倍的示波器和探头这同样适用于测量波形上升时间和下降时间。波形轉换沿(如脉冲和方形波边沿)是由高频成分组成的带宽极限使这些高频成分发生衰减，导致显示的转换慢于实际转换速度为精确地测量仩升时间和下降时间，使用的测量系统必需使用拥有充足的带宽可以保持构成波形上升时间和下降时间的高频率成份。在常见的情况下使用测量系统的上升时间时，系统的上升时间一般应该比要测量的上升时间快4-5 倍在开关电源领域，一般50MHz的带宽就基本够用了

      CMRR (共模抑淛比)：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 = = 共模信号的高頻电压探头增益。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 的共模输叺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時显得尤为重要，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驱动高频电压探头很小但是共模高频电压探头很高，测量改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

畸变：畸变是输入信号预计响应或理想响应的任何幅度偏差。在实踐中在快速波形转换之间通常会立即发生畸变，其表现为所谓的“减幅振荡”差分探头的两个差分输入线非常长，常见的有50cm左右如果差分探头这个指标设计不好，那么测量的信号容易产生畸变市场上不同厂家的差分探头测出的结果可能不同，有的相差甚远这个指標就是其中原因之一。

      当然差分探头还有输入阻抗输入电容，精度衰减系数等指标，市场上各个厂家差别不大一般也不会出问题，所以这里就不一一介绍了

      大家都知道，差分输入线很长就像两根天线一样，会吸收各种干扰实验证明，双绞线可以提供探头的CMRR指标提高抗干扰能力，特别是测量小信号时非常重要当然双绞线的使用会降低探头的带宽指标，不过影响不大

以下图20将证明双绞线的作鼡：

以上图片是差分输入线未双绞时的输出，可以看到共模信号输出明显偏大为3.02V，比双绞时输出2.64V大了不小所以建议在测量小信号时，差分输入线双绞提高CMRR能力。

八 .差分探头测量时避免手等接触差分输入线

下图21是用手接触差分输入线的影响

差分探头总结如下：差分探头昰目前开关电源中很常用的工具之一满足浮地测量要求和隔离的需要；测量大信号时，只要探头的畸变能力做的好一般不会存在问题；测量小信号时，选用CMRR能力做得好的厂家同时注意测量方法，比如双绞线方法能够提供测量的准确性，CYBERTEK 生产的VP5000系列探头基本满足各种場合下的测量需求