使用數(shù)字示波器探測電壓波形和電流波形
數(shù)字示波器是數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換，軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級菜單，能提供給用戶多種選擇，多種分析功能。
在使用數(shù)字示波器進(jìn)行電源測量時(shí)，必須測量設(shè)備中的電壓及電流。這一任務(wù)要求使用兩只不同的探頭：一只電壓探頭(通常是高壓差分探頭)，一只電流探頭。顯示了開關(guān)式電源(SMPS)中的典型測量方案。在范圍在幾kHz到幾MHz的時(shí)鐘驅(qū)動下，金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)控制著電流。
測量經(jīng)過MOSFET的電流相對簡單，可以使用許多不同的泰克霍爾效應(yīng)電流探頭完成，如TCP0030。而測量電壓則會面臨更多的問題。MOSFET沒有連接到交流電源接地或電路輸出接地上。因此，不可能使用示波器進(jìn)行接地參考電壓測量，因?yàn)榘烟筋^的地線連接到任何MOSFET端子上都會使通過示波器接地的電路短路。
進(jìn)行差分測量是測量MOSFET電壓的佳方式。在差分測量中，可以測量漏極到源極電壓(VDS)，即MOSFET漏極和源極端子中的電壓。VDS可以位于幾十伏到幾百伏電壓的頂部，具體視電源的范圍而定。
可以通過多種方法測量VDS：
浮動示波器的機(jī)箱接地。絕對不要采用這種方式，因?yàn)檫@種非常不安全，會給用戶、被測設(shè)備和示波器帶來危險(xiǎn)。
使用傳統(tǒng)無源單端探頭，把地線相互連接起來，使用示波器的通道匹配功能。這種測量方式稱為準(zhǔn)差分測量。但是，無源探頭與示波器的放大器結(jié)合使用時(shí)，不能提供充分阻塞任何共模電壓的共模抑制比(CMRR)。盡管用戶可能很想使用這種方法，因?yàn)榭梢允褂靡延械奶筋^，但它并不能準(zhǔn)確地測量電壓。
使用商用探頭隔離器，隔離示波器的機(jī)箱接地。探頭的地線不再位于接地電位，可以把探頭直接連接到測試點(diǎn)上。探頭隔離器是一種有效的解決方案，但它成本高，通常是差分探頭的2～5倍。
使用真正差分探頭。高壓差分探頭(如泰克P5205)可以準(zhǔn)確安全地測量VDS。
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