差分测量和差分探头介绍

测量中我们通常不得不进行两个测量点(地电位)都没有接地的测量，信号“公共点”可能从接地提高到数千伏。此外，许多测量要求抑制高共模信号，来分析上面驻留的低电平信号。无关的接地电流也可能会给显示增加干扰。这些问题经常迫使用户使用危险的测量方法， 幸运的是，市场上不仅提供了安全的解决方案，而且这些解决方案要远远比极其危险而又不可接受的电子仪器浮动测量精确得多。

这些方案分成几大类：差分探头、隔离输入仪器（例如隔离通道示波器）、隔离变压器和隔离放大器。OItek同时提供了差分探头和隔离输入仪器。为了实现安全精确的操作，仪器必须参考接地。由于在整个仪器上存在高压点击危险，仪器保护接地系统失效而导致仪器“浮动”，不仅会给操作人员带来安全隐患，而且还给仪器的变压绝缘带来压力。由于仪器机箱的电容与电路相连，它还会降低测量精度。

差分探头和隔离器充分允许仪器安全地测量没有参考接地的浮动电压或信号。它们特别适合测量线路连接的电源电路中的信号，如开关电源、马达驱动装置、镇流器和不间断电源。如使用光纤隔离器，还可以从物理上把仪器与探头隔离最远200米，同时保持高达100MHz的信号带宽。即使在测量参考接地时，可能仍需要差分测量解决方案，以消除接地回路或接地反跳问题。
差分探头功能简介

有源差分探头可以查看差分信号。差分信号是指互相参考、而不是参考地的信号。尽管也可以使用匹配的一对单端探头，但真正的差分探头通常会提供更高的性能，实现高CMRR、宽频率范围及输入间最小的时间偏移。差分信令在两条互补线上传输数据。信号对一起路由到接收机上，接收机使其彼此相减，恢复原始信号。随着速率提高，差分信令正变得越来越常用。差分信令消除了共模噪声，它还减少了对发射机和比较信号、确定逻辑电平使用的接收机共用参考电压的需求，消除了某些信号完整性问题，如“地面反跳”问题。

在必须以差分方式测量信号时，Gooxian为满足您的应用需求提供了一列差分探头解决方案。尽管也可以使用成对的单端探头，但真正的差分探头通常可以提供最高的性能，实现高CMRR，宽频率范围及输入间最小的时间偏移。

差分探头系统比较电路中间两个不同点上的电压电平，把两者之差作为输出结果。在更高频率上，其VMRR性能一般要优于电压隔离器。一些高频差分探头特别测量适合快速、低振幅的信号，也有一些差分探头可以处理电压振幅较高、速度较慢即使在高噪声的环境中，仍可以显示低频、超低振幅的差分信号。
隔离输入示波器

OItek推出的泰克TPS2000B系列高达4通道数字隔离通道示波器可以实现完全隔离的测量。通过IHVP250高压探头，实现高达直流1500V、交流2000V峰值的高压测试。
什么是共模抑制比(CMRR)及其重要意义

简而言之，差分测量显示了两个测试点之间的电平差。特别是，浮动测量是一种没有参考接地的差分测量。为了精确地完成这一测量，测量系统必须拒绝两个测试点共用的信号，并显示电压差。CMRR定义了在存在共模信号时测量系统精确地分辨测来那个差的能力。CMRR是共模抑制比的简写，CMRR是差分放大器使用的一个指标，其公式为：CMRR＝|Ad/Ac|，其中Ad是差分信号的电压增益，Ac是共模信号的电压增益。在理想情况下，Ad应该大，Ac应该等于0。由于完美的差分放大器的CMRR是无穷大，因此差分测量系统的CMRR越高，其距理想值越近。例如，在CMRR10，000：1的系统中，5V的共模输入将导致0.5mV的输出(5V/0.5mV=10,000：1 CMRR)。CMRR还以dB表示，其关系式为：CMRR dB=20log CMRR。因此，10，000：1的CMRR等于80dB。

信号频率的提高、源阻抗差、接地连接不正确及探头和示波器输入放大器不匹配，都会导致CMRR降级。由于开关电路中的共模信号包含明显的高频分量，因此高频的CMRR对精确测量特别关键。在CMRR等于10，000：1(80dB)时，如果共模信号是50V，我们将能够区分＞5mV的电压差。在CMRR等于100：1(40dB)时，我们只能分辨＞500mV的电压差。

CMRR dB值与比率的关系

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