浮地测量和隔离输入示波器设计指南

在进行"A - B"测量时，要使用两条示波器通道。这种技术的主要限制是共模范围相当小，这源于示波器的垂直通道动态范围。一般来说，其不到来自地电平的volts/division设置的10倍。在共模电压大于差模电压时，"A - B"测量技术可能会被认为是从两个大电压中提取小的差异。这种技术适合共模信号的幅度与差模信号相同或低于差模信号，且共模成分是DC或低频，如50 Hz或60 Hz电源线的应用。在测量幅度适中的信号时，它从测量中有效消除了接地环路电压。

　　优点

　　尽管浮地设备是一种利用现有设备进行浮地测量，消除频率较低的信号上接地环路的方法，但它是一种不安全的、危险的作法，不应采用这种方法。

　　缺点

　　不管是从示波器上的升压角度（对操作人员可能会发生电击），还是由于地波器变压器绝缘装置上累积的应力，这种技术都是危险的。这种应力可能不会立即导致故障，但即使示波器恢复到正确接地操作，将来仍可能会导致发生危险故障（电击和危险）。

　　在较高的频率上，切断接地可能不会中断接地环路，因为电源线供电的仪器在接地以上浮地时会表现出大的寄生电容。振铃可能会破坏浮地测量。浮地示波器没有均衡输入。参考一侧（探头上的"接地"夹）有一个明显的到地电容。参考点连接的任何源阻抗将在快速共模跳变中加载，使信号发生衰减。更糟糕的是，高电容可能会损坏某些电路。连接逆电器上方门中共用的示波器可能会使门驱动信号速度下降，防止被测器件关闭，防止破坏输入桥接器。这种故障通常伴随着工作台上出现小的火花。

　　另一个缺点是其一次只能进行一项测量。记住，所有输入参考都相互捆绑在一起。一旦浮地一个输入参考，所有输入参考现在都在同一水平上浮地。

　　寄生电感和电容导致的振铃使信号失真，使测量无效

　　泰克TPS2000B和THS3000系列IsolatedChannelÔ示波器

　　TPS2000B系列把泰克经过验证的台式示波器性能与专为测量工用电池操作的产品设计的4条隔离通道结构结合在一起。这种仪器与选配的电源捆绑套件（TPS2PBND2）配套使用时，确立了同类产品中的高级浮地测量标准。电源捆绑套件包括4只无源高压探头（P5122）及电源测量和分析软件包（TPS2PWR1）。电源测量和分析软件包提供了电源分析测量（真实功率、无功功率、真实功率因数、相角）、波形分析测量（RMS、波峰因数、频率）、谐波测量及开关损耗测量。

　　THS3000系列是为使用示波器时要求更高流动性、而又不降低台式仪器性能或执行浮地测量能力的工程师们设计的。这种手持式仪器坚固耐用，重量型，一块电池可连续工作7个小时，支持自动测量功能，在实验室操作和现场操作中都提供了很大的通用性。该仪器的隔离通道、高压采集（高达1000 VRMS CAT II）及高级波形记录功能可以安全进行浮地测量，特别适合经常需要把实验室中的测量与现场中的测量关联起来的用户。

注意CAT和电压

　　为进行浮地测量选择适当的电压探头

　　怎样选择探头和示波器组合：

　　1. 确定测量（或过压）类别

　　IEC 61010-1国际标准为电压测量仪器规定了四种过压类别。一类到四类过压都是依据瞬态信号期间可能存在的电气能量多少确定的。

　　在IEC 61010-1中，电压测量仪器根据耐受电压瞬态信号的能力来划分等级。

　　2. 确定最大浮地电压

　　类别描述摘要

　　四类

　　用来对低压项目中的电压执行测量（《1，000 V）。

　　三类

　　用来在楼宇系统中执行测量。

　　二类

　　用来在直接连接低压系统的电路上执行测量。

　　一类

　　用来在没有直接连接市电的电路上执行测量。

　　3. 确定最大尖端到接地电压。

　　4. 确定从探头尖端到参考引线的最大电压。

　　5. 确定屏幕上希望的最大峰峰值读数。

　　为TPS2000B和THS3000系列示波器选择适当的电压探头

　　探头名称

　　TPP0201

　　THP0301

　　P5150

　　P5122*1

　　最大探头尖端到接地电压

　　300 VRMS CAT II

　　300 VRMS CAT III

　　1000 VRMS CAT II

　　DC耦合时1000 VRMS CAT II

　　最大参考地电平（浮地）电压

　　30 VRMS

　　300 VRMS CAT III

　　600 VRMS CAT II

　　600 VRMS CAT II

　　衰减设置

　　10x

　　10x

　　50x

　　100x

　　带宽

　　200 Mhz

　　300 Mhz

　　500 Mhz

　　200 Mhz

　　探头类型

　　无源

　　无源

　　无源

　　无源

　　屏幕上峰峰值电压2

　　TPS

　　400 VP-P

　　400 VP-P

　　2000 VP-P

　　2828 VP-P

　　THS

　　849 VP-P

　　849 VP-P

　　2828 VP-P

　　2828 VP-P

　　屏幕上RMS电压2

　　TPS

　　141 VRMS

　　141 VRMS

　　707 VRMS

　　1000 VRMS

　　THS

　　300 VRMS

　　300 VRMS

　　1000 VRMS

　　1000 VRMS

　　1 P5122 探头不应该用来在TPS2000 上对DC 》 300 V的信号进行AC耦合测量。

　　2 受到仪器垂直分辨率限制（TPS = 5V/div， THS = 100V/div）。

　　实例：

　　需要测量线路到线路240 VRMS三相Y型有源谐波滤波器上的峰峰值电压。

　　1. 确定所需安装类别的最大额定输入电压：三类

n 某种类别等级允许的最大输