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干扰波形是来自探头接地还是通道串扰?

2023-03-19 08:19:44      点击:
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很多工程师在使用示波器测量开关电源输出信号时,会发现两个测量通道之间存在互相干扰的情况。

这个干扰是否来自于通道之间呢?我们实测来验证一下。

一、背景概述 使用示波器测量开关电源输出信号时,发现两个测量通道之间存在互相干扰(串扰)的情况。

那么两个测量通道之间会不会彼此干扰呢? 测试方法:通道 1 测量小信号(100mv/p),通道 2 测量大信号(5V/p),观察信号互相影响的情况。

Ø首先使用标准信号源来验证通道隔离度的影响因素; Ø然后使用不同的测量方法来验证串扰的影响因素。

二、通道隔离度测试验证 如图 1 示波器两通道输入的信号直接从信号发生器输出,可以发现通道 2 信号对通道 1 无任何影响,通道隔离度好。

当然通道隔离度的指标有着更严谨测试方法,这里先简单试验一下。

 

图 1 CH1、CH2 测量信号发生器输出,接地良好  

三、干扰出现的真正原因——地线! 以上干扰主要和探头的使用有关,特别和探头地线的接法有关。

测量过程如下,同时记录该测试模式的串扰情况: 1. 通道 1 探头地使用鳄鱼夹接地,通道 2 关闭(证明通道 1 信号原状,见图 2)

 

图 2 CH1 使用夹子测量电源输出,CH2 悬空 注:通道 1 信号幅度虽然非常小,但通过 FFT 分析还是可以定位出 600K 频点的干扰。

2. 通道 1 和 2 探头地使用鳄鱼夹只接一个地(串扰非常严重,见图 3);

 

图 3 CH1 使用夹子测量电源输出,CH2 使用夹子测量电感,单点接地

3. 通道 1 和 2 探头地使用鳄鱼夹分别接地(串扰严重,见图 4);

 

图 4 CH1 使用夹子测量电源输出,CH2 使用夹子测量电感,各自接地

4. 通道 1 地使用弹簧接地,通道 2 地使用鳄鱼夹接地(串扰很小,图 5);

 

图 5  CH1 使用接地弹簧测量电源输出,CH2 使用夹子测量电感,各自接地

5. 通道 1 和 2 探头均使用弹簧分别接地(串扰最小,见图 6);

 

图 6 CH1 使用接地弹簧测量电源输出,CH2 使用接地弹簧测量电感,各自接地

四、总结 l 测量探头及地线连接良好时,示波器的通道间干扰很小; l 干扰来自测试探头处接地寄生参数的影响,如引线电感; l 同时测量两个信号时,为了避免接地回路的互相干扰,要分开接地; l 测量敏感信号时要使用接地弹簧,必要时使用接口端子。