示波器的差分信号测量

这种放大器的特点是带宽指标高达100 MHz以上，CMRR特性也很好。但是CMRR 指标是在两个输入端直接连在一起而且用低阻抗信号源驱动的情况下获得的。在实际应用中，信号源阻抗和通道增益的差异会使高频时CMRR 值明显降低。
差分无源探头。为了尽量减少性能的退化，这些放大器只能使用特别匹配的差分无源探头。要保证按照探头制造商给出的程序针对该放大器对探头进行单独校准。
高带宽有源差分探头。这种探头在其触点处对信号进行缓冲，以此保持高频CMRR 的质量，故可消除无源探头导致的性能下降问题。这种探头具有高带宽（100 MHz 以上）、高灵敏度，而且有极佳的高频CMRR 性能。这种探头一般用于测量磁盘驱动器的读出电路（其信号本质上是差分信号）。由于在查找地面反跳问题时不会改变接地梯度，这种探头在探查高速数字电路时得到越来越普遍的应用。
电压隔离器。尽管电压隔离器不是真正的差分放大器，但它们提供了安全地测量浮动电压的一种手段。与差分放大器相比，隔离器也有一些折衷的优势，选择哪一种则取决于应用。如其名称所示，隔离器并不直接连接浮动的输入端与接地的输出端。信号的耦合是通过光学 方法或多路径的光学/ 变压器方法实现的。其物理配置有两种：集成的单件系统和分立的发送器/ 接收器系统。
发送器与接收器分立的型号是靠光缆相连。发送器由可充电电池供电，可以远离接收器。在信号发源地的环境不适于人或示波器的情况下，这种方式是很有用的。隔离器还可用于极高的共模电压。浮动电压指标通常受手持式探头的绝缘电压的制约。
如果断电的被测设备可以连接探头，则浮动电压只受发送器与地之间的物理间距的限制。
由于隔离器没有对地的电阻性通路，所以在对泄漏电流极为敏感的应用中是一种很好的选择。装有灵敏的GFCI (接地故障断路器)的电路，如医用电子设备，在连接到差分放大器时可能引起GFCI 跳闸。而没有终止于地的衰减器也使隔离器对静态（直流）共模电压具有无限的CMRR。

图11. 隔离外壳产生的不平衡输入电容。由此形成的交流分压器使得探头夹子处的Vref’≠Vref

隔离器的劣势在于它不是真正的差分放大器，也就是说，它的输入是不平衡的（参见图11）。测量（+）输入端和参考（-）输入端对大地的电容差别相当大。这就产生了与前述浮动示波器相同的问题。参考引线的源阻抗在高频段与接地电容形成了一个衰减器。
将参考点连接到电路中驱动阻抗最低的点上（必要时可颠倒示波器的通道以便重新获得正确的极性）即可使这些问题的影响减至最小。如果隔离器的发送器与接收器是分立的，应尽可能将发送器与接地表面相隔离，以便最大限度地减少对地的电容耦合。将隔离器置于纸板箱或木制板条箱内都可以显著改进其性能！

差分测量的应用
功率电子部件
高电压差分放大器是测量线路连接电路的理想的手段，这种电路包括开关电源的原线圈、电动机、电灯镇流器，以及其他类似的系统。这种电路不需要“浮动示波器”这样的危险做法。低的输入电容也不会增加栅极驱动电路的负荷而影响逆变器的运行。
在描述功率开关器件（如MOSFET 和IGBT）的特性时常常要测量动态饱和特性。带有高速输入钳位电路的高性能差分放大器能够精确地测量导通饱和度，即当器件关断时过驱动（满标度的几百倍）之后的几纳秒。这样就可以使用精确测量饱和度特性所需要的高灵敏度。
在测量次级电路时这种放大器也是有用的。通过激活校准的偏压补偿（也叫比较电压），放大器也可用于单端模式以监视波纹谷和线性稳压器的净空度（参见图12）。若将偏压补偿设定到输出电压，则可以在各种动态负荷条件下以高灵敏度直接测量VCE 净空度。

系统功率分配
在开发高精度模拟量、混合信号和高速数字系统时，常常要解决功率分配方面的问题。这种工作可能是设计者最可怕的梦魇。CAD 系统经常也无助于事，因为很难或者根本不可能为引起此类问题的微小的寄生效应建立模型。配备了差分放大器的示波器是追踪和鉴别系统中的故障点的最好工具。

图12. 用校准的偏压补偿精确测量输出稳压器集电极上的电源波纹谷。注意：示波器设定在100 mV/ 分度，地电位在屏幕外61 个分度。

图13. 平衡桥电路中的传感器。在两个分压支路的抽头之间进行差分测量。

单端测量常常将功率分配问题隐藏起来，因为这种测量为被测信号另外提供了接地路径。这不仅使测量发生了变化，而且也常常会影响电路的工作，可能改进也可能降低电路的性能。
将差分探头置于集成电路的电源引线上，可以给出器件电源的真实状况。逻辑器件的引线电感常常使集成电路与局部的旁路电容隔离开来。即便电源看似纯净，接地和电源引脚也可能相对于系统中的其他地线发生漂移。移动探头可以跟踪单个器件的地与系统中其他地之间的动态接地电压梯度。数字系统中的地面反跳效应可能更容易测量。在集成电路的输入引脚及接地引脚之间进行探查就可给出该器件所看到的实际信号的状况。