仪器网（yiqi.com）欢迎您！

常见的差分探头中有一类是针对低压信号的，在高速的数字电路中这种差分信号比较常见，这一类差分探头的测量电压常见的幅值是±8V，带宽一般在1GHz以上；还有一种是专门针对高压测量的，测量电压高达上KV，在开关电源测量中这种差分信号比较常见，这类差分探头叫高压差分探头，测量电压一般在KV级别，带宽在20MHz—100MHz范围内比较常见。

差分探头主要是针对浮地系统的测量。电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。

　　这是因为：大多数示波器的“信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。

这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳通过使用交流电源设备电源线中的第三根导线地线，将探头地线连到一个测试点上。如果这时使用单端探头测量，那么单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路。这种情况下，我们需要差分探头进行浮地测量。

以上内容由普科科技PRBTEK整理，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

      探头的种类很多，如电流探头、差分探头、高压探头、无源探头等，其中高压差分探头在开关电源应用中十分广泛，然而很多用户对差分探头的理解还不够深刻，今天普科科技PRBTEK将ZD讲述如何利用高压差分探头进行差分信号的测量。

　　目前高压差分探头差分信号的常见测量方法有3种：

　　1）示波器浮地测量

　　目前常见的错误浮地测量方法就是示波器浮地测量方法，是通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，，以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连，是不安全的测量方法；此外，它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。而且示波器在地浮动时会出现一个大的寄生电容，浮动测量将受到振荡的破坏，测量的波形失真严重，后续会有实例演示。总而言之，示波器浮地测量容易损坏被测器件；损坏示波器；给人身带来潜在危害；测量误差大。

　　2) 使用两个探头测量，再利用示波器数学运算功能计算

　　使用两个探头进行两项单端测量，这是一种常用方法，也是进行差分测量不希望的方法。测量到地的信号（单端）及使用示波器的数学运算函数（通道A信号减去通道B），就可测量差分信号。在信号时低频信号，信号幅度足够大，能够超过任何担心的噪声情况下，可以采取这种方法。两个单端测量组合在一起有多个潜在问题。

　　其中一个问题是沿着每个探头直到每条示波器通道有两条单独的长信号通路。这两条通路之间的任何延时差都会导致两个信号发生时间偏移。在高速信号上，这个偏移会导致计算的差分信号中发生明显的幅度和定时误差。

　　另一个问题是它们不能提供足够的共模噪声yi制。实际电路中，共模噪声源很多，比如说，附近时钟线在两条信号线上导致的噪声，荧光等外部来源发出的噪声。随着频率的提高，单端测量的CMMR（共模yi制比）的性能会迅速下降。如果保留共模干扰的话，这会导致信号的噪声比实际的噪声还要大的多。

　　3）差分测量

浮地测量较好的解决办法就是使用高共模yi制比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量。

以上内容由普科科技PRBTEK整理，如需了解更多高压差分探头相关知识欢迎访问PRBTEK官网。

       作为专业的硬件设计及测试工程师，每天都会使用各种不同的数字示波器进行相关电气信号量的量测。 示波器相配的探头种类也非常多，包括无源探头（包括高压探头，传输线探头）、有源探头（包括有源单端探头、有源差分探头等），电流探头、光探头等。每种探头各有其优缺点，因而各有其适用的场合。其中，有源探头因具有带宽高，输入电容小，地环路小等优点从而被广泛使用在高速数字量测领域，但有源探头的价位高，动态范围小，静电敏感，校准麻烦，因此，每个工程师使用示波器的入门级探头通常是无源探头。最常见的500Mhz的无源电压探头适用于一般的电路测量和快速诊断，可以满足大多数的低速数字信号、TV、电源和其它的一些典型的示波器应用。

       1、差分测量特点

       探头从总体上可分为无源探头和有源探头两大类型，而宽带宽示波器和有源探头的用户还需要在单端探头和差分探头之间还要做出选择。承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。PRBTEK接下来为大家讲的是差分探头。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：

       1.抗干扰能力强。因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被大程度抵消。

       2.能有效YZEMI。同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

       3.时序定位精确。由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS就是指这种小振幅差分信号技术。

       差分信号的结构特点要求对应的测试设备也必须是差分拓扑，差分探头因此成为现代示波器的主流配件。下图1是典型的有源差分探头电路结构图：

       针对高频信号测试，有源差分探头的主要好处是低输入电容、比单端探头YZ共模噪声的能力要高很多，其缺点主要体现在价格普遍较高以及需要额外的电源。

       2、差分探头具有高的共模YZ比

       什么是共模YZ比，简单来说，就是差动放大电路中对信号共模成分的YZ能力，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Adm与对共模信号的电压放大倍数Acm之比，英文全称是CommonModeRejectionRatio，一般用简写CMRR来表示。

       我们可以这样定义：两个输入端分别对地的电压平均值为共模电压Vcm，经过差动放大器后的增益为共模增益Acm；两个输入端之间的相对电压差为差模电压Vdm，其经过差模放大器之后的增益为Adm。CMRR计算公式如下：

       差模信号电压增益Adm越大，共模增益Acm越小，则CMRR越大。此时差分放大电路YZ共模信号的能力越强，放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Acm=0，则共模YZ比CCMR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模YZ比也不可能趋于无穷大。

       3、安全的浮地测量

       电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的”信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳，通过使交流电源设备电源线中的第三根导线源线地线，并将探头地线连到一个测试点上。单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路。这种情况下，我们需要浮地测量。

       所谓“浮地”测量，即测量的两个点都不处于接地电位，这是一种典型的差分测量。“信号公共线”与地之间的电压可能会升高到数百伏。

       此外，许多差分测量还要求YZ高共模信号，以便于评估低电平差分信号，多余的接地电流还会产生烦人的嗡嗡声和接地环路。用户常常借助那些存在潜在危险的测量技术来解决这些问题。

       通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连，是不安全的测量方法，会带来人身伤害，仪器和电路损坏！

       此外，它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。而且，交流供电仪器在地面浮动时会出现一个大的寄生电容。因此，浮动测量将受到振荡的破坏。

       总而言之，将示波器“浮地”非常糟糕的主意，这将导致：

       ――损坏被测器件；

       ――损坏示波器

       ――给人身带来潜在伤害

       ――导致很差的测量精度

       所以PRBTEK告诉我们ZJ解决办法就是使用高共模YZ比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量。想要了解更多，咨询普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com

       作为专业的硬件设计及测试工程师，每天都会使用各种不同的数字示波器进行相关电气信号量的量测。 示波器相配的探头种类也非常多，包括无源探头（包括高压探头，传输线探头）、有源探头（包括有源单端探头、有源差分探头等），电流探头、光探头等。每种探头各有其优缺点，因而各有其适用的场合。其中，有源探头因具有带宽高，输入电容小，地环路小等优点从而被广泛使用在高速数字量测领域，但有源探头的价位高，动态范围小，静电敏感，校准麻烦，因此，每个工程师使用示波器的入门级探头通常是无源探头。常见的500Mhz的无源电压探头适用于一般的电路测量和快速诊断，可以满足大多数的低速数字信号、TV、电源和其它的一些典型的示波器应用。

      1、差分测量特点

      探头从总体上可分为无源探头和有源探头两大类型，而宽带宽示波器和有源探头的用户还需要在单端探头和差分探头之间还要做出选择。承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。PRBTEK接下来为大家讲的是差分探头。差分信号和普通的单端信号走线相比，明显的优势体现在以下三个方面：

       1.抗干扰能力强。因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被大程度抵消。

       2.能有效YZEMI。同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

       3.时序定位精确。由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS就是指这种小振幅差分信号技术。

       差分信号的结构特点要求对应的测试设备也必须是差分拓扑，差分探头因此成为现代示波器的主流配件。下图1是典型的有源差分探头电路结构图：

       针对高频信号测试，有源差分探头的主要好处是低输入电容、比单端探头YZ共模噪声的能力要高很多，其缺点主要体现在价格普遍较高以及需要额外的电源。

       2、差分探头具有高的共模YZ比

       什么是共模YZ比，简单来说，就是差动放大电路中对信号共模成分的YZ能力，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Adm与对共模信号的电压放大倍数Acm之比，英文全称是CommonModeRejectionRatio，一般用简写CMRR来表示。

       我们可以这样定义：两个输入端分别对地的电压平均值为共模电压Vcm，经过差动放大器后的增益为共模增益Acm；两个输入端之间的相对电压差为差模电压Vdm，其经过差模放大器之后的增益为Adm。CMRR计算公式如下：

       差模信号电压增益Adm越大，共模增益Acm越小，则CMRR越大。此时差分放大电路YZ共模信号的能力越强，放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Acm=0，则共模YZ比CCMR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模YZ比也不可能趋于无穷大。

       3、安全的浮地测量

       电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的”信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳，通过使交流电源设备电源线中的第三根导线源线地线，并将探头地线连到一个测试点上。单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路。这种情况下，我们需要浮地测量。

       所谓“浮地”测量，即测量的两个点都不处于接地电位，这是一种典型的差分测量。“信号公共线”与地之间的电压可能会升高到数百伏。

       此外，许多差分测量还要求YZ高共模信号，以便于评估低电平差分信号，多余的接地电流还会产生烦人的嗡嗡声和接地环路。用户常常借助那些存在潜在危险的测量技术来解决这些问题。

       通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连，是不安全的测量方法，会带来人身伤害，仪器和电路损坏！

       此外，它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。而且，交流供电仪器在地面浮动时会出现一个大的寄生电容。因此，浮动测量将受到振荡的破坏。

      总而言之，将示波器“浮地”非常糟糕的主意，这将导致：

     ――损坏被测器件；

     ――损坏示波器

     ――给人身带来潜在伤害

     ――导致很差的测量精度

      所以PRBTEK告诉我们解决办法就是使用高共模YZ比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量。想要了解更多，咨询普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com

高压差分探头采用特殊的电源模块，使高压探头具有更高的稳定性和更低的噪声。高压探头内部组件使用了极低的温度系数和电压系数，可提供极高的测试精度。所有有源高压可应用于所有示波器和电压表。

具有浮动测量功能的高压差分探头。 其带宽高达1 GHz，可以满足大多数测试系统的需求。 丰富的范围可供选择，其差分测量电压范围满足大多数测试电路的要求；

用户可以进入测试模式以调整偏置电压。如果探头在长期使用后失调，则用户可以进入此模式以将偏移量调整为零。 电子触摸按键，使用寿命更长；

具有声光报警功能。声音报警功能可以手动关闭，更加人性化的设计；USB供电接口，使用更加方便灵活；

高压差分探头一般配有标准的BNC输出接口，可与任何制造商的示波器配合使用（要求将示波器的输入阻抗设置为1MΩ；选择50Ω时，衰减系数将加倍）以测量波形被测电路；

自动保存功能可防止用户在停电后重复操作。 高压差分探头具有良好的共模噪声控制能力，并且输入端具有较高的输入阻抗和较低的电容，可以准确地高速测量差分电压信号。

完全有资格测试通用的电力/能源监控系统。 其极低的输入电容电抗可以测试更高的电压频率。 高压差分探头具有极高的频率响应，可以测试超过150MHz的高压信号。 它们被广泛用于兆瓦级牵引逆变器，电源设计，发电机，UPS等。可广泛用于开关电源，变频器，电子镇流器，变频家用电器和电池的研发，调试或维护等其他电力设备。

以上就是针对高压差分探头主要功能介绍，详情咨询普科科技www.prbtek.com

我司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。

探头有很多类别，差分探头在开关电源应用非常常见，安泰测试将针对差分信号的测量，详细为您解答差分探头差分信号的常见测量方法。

差分探头的常用测量方法有三种：一种就是使用两个探头进行两项单端测量：这是一种常用方法，也是进行差分测量最不希望的方法。测量到地的信号（单端）及使用示波器的数学运算函数（通道A信号减去通道B），就可测量差分信号。在信号时低频信号，信号幅度足够大，能够超过任何担心的噪声情况下，可以采取这种方法。

差分探头测量方法第二种是示波器浮地测量：目前常见的错误浮地测量方法就是示波器浮地测量方法，是通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连，是不安全的测量方法；此外，它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。

差分探头的常用测量方法三种方法差分测量：浮地测量较好的解决办法就是使用高共模yi制比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量。

差分探头相对传统探头，在示波器测量中的应用，性能更为优越，信号干扰更加小。

以上内容由西安安泰测试整理，如果您想了解更多有关示波器探头的介绍，欢迎咨询安泰测试网。