高壓差分探頭是探頭的一種,是利用差分放大原理設(shè)計出來的示波器探頭,是現(xiàn)代示波器的主流配件之一。
差分探頭主要用于觀測差分信號。差分信號是相互參考、而不是以地作為參考點(diǎn)的信號。普通的單端探頭也可以測量差分信號,但得到的信號與實(shí)際信號相差很大,有可能出現(xiàn)“地彈”現(xiàn)象。此外,電源系統(tǒng)測試中經(jīng)常要求測量兩火或火零之間的相對壓差,很多用戶直接使用單端探頭測量導(dǎo)致探頭儀器被燒毀。這是因?yàn)檫_(dá)到或疏示波器的信號公共線與保護(hù)性地線相連接地。這樣做的結(jié)果是所有加到示波器上,以及由示波器提供的信號都具有一個公共連接點(diǎn)。該公共連接點(diǎn)通常是示波器機(jī)殼通過使用交流電源設(shè)備電源線中的第三根導(dǎo)線地線,將探頭地線連到一個測試點(diǎn)上,如果這時使用單端探頭測量,那么單端探頭的地線與供電線直接相連,后果必然是短路。這種情況下,我們需要差分探頭進(jìn)行浮地測量。
常見的有兩類,一類針對低壓信號,這種差分信號在高速數(shù)字電路中比較常見,這一類測量電壓一般幅值為±8V,帶寬一般在1GHz以上。另一類高壓差分探頭是專門針對高壓測量的,測量電壓達(dá)到上千伏,在電源測量中這種差分信號較為常見。高壓差分探頭測量電壓一般在KV級別,帶寬一般在20MHz—100MHz范圍內(nèi)。
高壓差分探頭是利用差分電路原理而設(shè)計,其測量電壓高達(dá)8kv,脈沖衰減時間達(dá)11ms,是對浪涌脈沖校準(zhǔn)測量理想工具,測量高壓脈沖時能有效的保護(hù)示波器不受損壞??奢^高的測量帶寬,*EN/IEC61000-4-5校準(zhǔn)測量要求,也可用于壓敏電阻浪涌保護(hù)類器件鉗位電壓測量。
差分信號和普通的單端信號走線相比,明顯的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面:
1.抗干擾能力強(qiáng),因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好,當(dāng)外界存在噪聲干擾時,幾乎是同時被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩信號的差值,所以外界的共模噪聲可以被zui大程度抵消。
2.能有效抑制EMI,同樣的道理,由于兩根信號的極性相反,他們對外輻射的電磁場可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。
3.時序定位精確,由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個信號的交點(diǎn),而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時序上的誤差,同時也更適合于低幅度信號的電路。目前流行的LVDS就是指這種小振幅差分信號技術(shù)。