百科知識(shí)
差分探頭和對(duì)地電壓的關(guān)系
在使用差分探頭進(jìn)行電子測(cè)試時(shí),“對(duì)地電壓”是一個(gè)繞不開的概念,卻也是很多從業(yè)者容易混淆的點(diǎn)——明明差分探頭測(cè)試的是 “差分電壓”(V+與V-的差值),為何還要關(guān)注對(duì)地電壓?對(duì)地電壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題?如何正確處理差分探頭與對(duì)地電壓的關(guān)系?
一、先明確:差分探頭不“直接測(cè)”對(duì)地電壓,但受其深刻影響
首先要厘清一個(gè)核心認(rèn)知:差分探頭的核心測(cè)試對(duì)象是 “差分電壓”,而非單一信號(hào)端的對(duì)地電壓(V+對(duì)地、V-對(duì)地)。但這并不意味著對(duì)地電壓與差分探頭無(wú)關(guān)——差分信號(hào)的“+”“-” 兩端必然存在對(duì)地電壓,且這些對(duì)地電壓會(huì)通過(guò)兩種方式影響差分探頭的測(cè)試:一是決定探頭是否會(huì) “過(guò)壓損壞”,二是影響共模抑制效果,進(jìn)而干擾差分電壓的測(cè)量精度。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),對(duì)地電壓是差分信號(hào)的“背景電壓”,差分探頭雖不直接測(cè)量它,卻需要“適應(yīng)”這個(gè)背景,才能精準(zhǔn)提取出有用的差分電壓。例如,某工業(yè)設(shè)備的差分信號(hào)中,V+對(duì)地電壓為220V,V-對(duì)地電壓為218V,差分電壓為2V——此時(shí)差分探頭需能承受220V的對(duì)地電壓,同時(shí)抑制219V的共模對(duì)地電壓((220+218)/2),才能準(zhǔn)確測(cè)量2V的差分電壓;若探頭無(wú)法承受220V的對(duì)地電壓,會(huì)直接損壞;若共模抑制能力不足,219V的共模電壓會(huì)混入差分信號(hào),導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果失真。
二、關(guān)鍵參數(shù):差分探頭的 “共模電壓范圍”—— 對(duì)地電壓的 “安全紅線”
在差分探頭的規(guī)格書中,有一個(gè)與對(duì)地電壓直接相關(guān)的核心參數(shù):共模電壓范圍(Common Mode Voltage Range, CMVR),它定義了差分探頭的“+”“-”兩端相對(duì)于地所能承受的最高和最低對(duì)地電壓值,是對(duì)地電壓的 “安全紅線”。
三、對(duì)地電壓的 “隱形干擾”:共模電壓如何影響差分電壓的測(cè)量精度?
除了“損壞探頭” 這一直接風(fēng)險(xiǎn),對(duì)地電壓(以共模電壓的形式存在)還會(huì)通過(guò) “共模干擾” 影響差分電壓的測(cè)量精度——即使對(duì)地電壓在共模范圍內(nèi),若共模電壓過(guò)大,且探頭的共模抑制比(CMRR)不足,仍會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果失真。