探头讲解第一篇：高压差分探头

。因此，为实现最大的幅度测量精度，必需选择带宽比计划测量的最高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。波形转换沿(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。为精确地测量上升时间和下降时间，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。最常见的情况下，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 (共模抑制比)：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 = |Ad/Ac|。其中：Ad = 差分信号的电压增益。Ac = 共模信号的电压增益。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 的共模输入信号，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时，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驱动电压很小，但是共模电压很高，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。在实践中，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，这个指标就是其中原因之一。

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。

5.高压差分探头测试实例分析

5.1差分探头测试半桥电路中MOS管的DS极间电压

以下是利用CYBERTEK公司DP6130测试半桥电路上下管DS波形实例：

以上实例说明，差分探头满足浮地测量需要和普通示波器通道间隔离的需求。这里需要说明：上下管的DS电压一般几百V以上，一般差分探头测量问题都不大，但是如果测到的波形尖峰很大，用户需要考虑是否是差分探头本身造成的，如果差分探头的畸变指标设计的不好，可能会导致尖峰过高现象的发生，后续会有相关实例演示说明；在本人的实际测试中，遇到过示波器通道间延时不一样，这也是客户需要考虑的问题，特别是上下管波形对比时，如果示波器的不同通道的延时相差很大，客户必须考虑进去，一般相同型号的差分探头延时相差不大，都是几个ns的差别。

5.2差分探头测试半桥电路中MOS管的GS极间驱动电压

以下是利用CYBERTEK公司DP6130测试上下管GS波形实例：

通过以上实例分析，高压差分探头也可以测量驱动波形。差分探头在测量驱动管波形时，特别是上管驱动波形，由于差分电压（驱动电压）很小，只有十几V，但是共模电压很大，通常达到几百V，这时CMRR（共模指标）就显得尤为重要，如果CMRR指标不够高，测量这类信号时，波形将会严重失真。下午将重点讨论差分探头的CMRR问题。

5.3差分探头CMRR的实例分析

如何简单测量差分探头的CMRR指标，通过下面的实例分析将使用户有个基本了解。还是以上面的测试平台为例，将差分探头的红黑夹子短接，同时勾住上管的G极，理论上差分探头的输出应该为零，而实际上不可能，原因就在于，被测点对地有很高的共模电压，接近480V，而差分探头的共模抑制能力有限，那么就会有输出，输出越大，证明差分探头的CMRR能力越差。

通过以上图片可以看出，由于差分探头的共模能力有限，共模信号的输出峰峰值有 2.64V，会影响实际的驱动波形测量，图上的尖峰影响高频部分，其它部分影响低频部分。现在我们来仔细分析驱动波形，请看下图上管驱动波形图片分析：

以上图片可以看出，DP6130测量驱动波形，波形失真还是比较小的，原因在于CMRR指标是比较高。CYBERTEKDP6130 差分探头驱动波形时，示波器是每格5V，而根据共模信号波形可知，共模信号输出的峰峰值只有2.64V，所以实测到的驱动波形几乎看不到波形的失真，基本达到应用要求。市场上各个厂家的CMRR能力不尽相同，大家可以用该种方法判断你探头的共模抑制比能力，同时让你能够准确判断你测试出的驱动波形是否接近