對(duì)電路信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)之前首先要知道被測(cè)電路是什么電路,被測(cè)信號(hào)是什么信號(hào)。盲目地測(cè)試或者使用不正確的測(cè)量方法,有可能得到錯(cuò)誤的波形甚至損壞儀器危及安全。
一、什么是差分信號(hào)?什么是單端信號(hào)?
差分傳輸是一種信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法,差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等,極性相反,相位相差180度。那么,在這兩根線上傳輸?shù)男盘?hào)就是差分信號(hào)。差分傳輸?shù)奶匦砸馕吨罘中盘?hào)就是成對(duì)出現(xiàn)的信號(hào)。同時(shí),因?yàn)槌蓪?duì)存在的關(guān)系,差分信號(hào)的兩條信號(hào)傳輸線可以互為參考點(diǎn),也可以在電路系統(tǒng)上以系統(tǒng)地作為參考點(diǎn)。因此,準(zhǔn)確測(cè)量差分信號(hào)的幅度、相位和頻率是非常重要的。
單端信號(hào)是指只用一根導(dǎo)線或者一條線路傳輸?shù)男盘?hào),一般取電路系統(tǒng)地作為它的電壓參考點(diǎn)。這也可以理解為單端信號(hào)就是在同一條線路上傳輸?shù)?,與系統(tǒng)地之間的電勢(shì)差。
二、為什么有些信號(hào)采用差分傳輸方式,不采用單端傳輸?shù)姆绞剑?/span>
相比于單端傳輸而言,差分傳輸抗干擾能力更強(qiáng)。因?yàn)椴罘謧鬏攦蓷l線路緊挨著,干擾噪聲幾乎在同時(shí)等值的被加載到兩根信號(hào)線路上,我們可以看作差分傳輸兩條線路收到的干擾信號(hào)其差值為0,即,噪聲對(duì)差分信號(hào)的邏輯意義不產(chǎn)生影響。單端傳輸因?yàn)槠鋮⒖键c(diǎn)為系統(tǒng)地,那么這個(gè)干擾噪聲的影響會(huì)直接反饋到信號(hào)接收端。
差分傳輸?shù)姆绞綔p小了潛在的電磁干擾(EMI)。由于兩條信號(hào)傳輸線路靠得很近且信號(hào)幅值相等,這兩條信號(hào)傳輸線路與地線之間的耦合電磁場(chǎng)的幅值也相等,同時(shí)他們的信號(hào)極性相反,使得其所產(chǎn)生電磁場(chǎng)將相互抵消。因此對(duì)外界的電磁干擾也小。
差分傳輸方式時(shí)序定位更準(zhǔn)確。差分信號(hào)的接收端可以根據(jù)兩條信號(hào)傳輸線路幅值之差發(fā)生正負(fù)跳變的點(diǎn),作為判斷邏輯0/1跳變的點(diǎn)。而單端信號(hào)通常以電壓閾值作為信號(hào)邏輯0/1的跳變點(diǎn),單端傳輸受電壓閾值與信號(hào)幅值電壓之比的影響較大,不適合低幅度的信號(hào)。
三、示波器探頭
示波器探頭不僅僅是把測(cè)試信號(hào)連接到示波器輸入端的一段導(dǎo)線,它更是測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分。示波器探頭有很多種類(lèi)型號(hào)各有其特性,以適應(yīng)各種不同的專(zhuān)門(mén)工作的需要,其中一類(lèi)稱(chēng)為有源探頭,探頭內(nèi)包含有源電子元件,可以提供衰減或放大能力;不含有源元件的探頭稱(chēng)為無(wú)源探頭,其中只包含無(wú)源元件如電阻和電容。這種探頭通常對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減。
目前使用最為廣泛的就是無(wú)源探頭,無(wú)源探頭以其經(jīng)濟(jì)性和耐用性深受用戶(hù)的喜愛(ài),PINTECH品致的CP系列探頭就是這一類(lèi)型的探頭。
示波器差分探頭是一種專(zhuān)為測(cè)量差分信號(hào)而設(shè)計(jì)的探頭。它通常由兩個(gè)探頭組成,分別連接到差分信號(hào)的兩條傳輸線路上。示波器差分探頭能夠?qū)⑦@兩個(gè)信號(hào)相互抵消(共模抑制),只留下差分信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。例如PINTECH品致的有源差分N、DP系列探頭,用于高壓的高壓差分PT-5000系列探頭,都是不錯(cuò)的選擇。
除了測(cè)量電壓的探頭之外,測(cè)量時(shí)對(duì)于電流探頭的應(yīng)用也不少。PINTECH品致的交流測(cè)試環(huán)PT7802/7803可以看作是無(wú)源的電流探頭,其次,PINTECH品致還有各方面測(cè)量電流的探頭,大電流、小電流、高頻、低頻等等。
四、使用示波器探頭的步驟
1. 確認(rèn)探頭型號(hào)及規(guī)格符合探測(cè)要求,確認(rèn)測(cè)試信號(hào)在探頭參數(shù)范圍內(nèi),超過(guò)測(cè)試范圍會(huì)導(dǎo)致測(cè)試設(shè)備損壞,因此在進(jìn)行測(cè)量前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行確認(rèn)。