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       直流电流探头对示波器的测量至关重要，首先要求探头对探测的电路影响必须达到小，并希望对测量值保持足够的信号保真度。如果探头以任何方式改变信号或改变电路运行方式，示波器看到实际信号会失真比较严重，进而可能导致错误的或者误导性的测量结果。装置广泛应用于开关电源设计，LED电源设计，电机驱动等电力电子行业的电流参数的测量与分析。

直流电流探头特点：

       高带宽、高精度。两个量程可供选择,方便小电流测量;

       电流分辨率高。可测量mA级别小电流;

       自动消磁调零功能,使用方便;

       声光过流报警功能,提醒量程切换;电子轻触式按键设计,使用寿命更长;

       外部供电,标准的BNC输出接口，可匹配任何厂家示波器。

       直流电流探头可以精确测得电流波形，方法是采用电流互感器输入，信号电流磁通经互感变压器变换成电压，再由探头内的放大器放大后送到示波器。电流探头基本上又分成两类， 交流电流探头和交直流探头，交流电流探头通常是无源探头，无需外接供电，而交直流探头通常是有源探头。传统电流探头只能测量交流交流信号，因为稳定的直流电流不能在互感器中感应电流。交流电流在互感器中，随着电流方向的变化，产生电场的变化，并感应出电压。然而，利用霍尔效应，电流偏流的半导体设备将产生与直流电场对应的电压。所以，直流电流探头是一种有源设备，需要外接供电。

       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、功率探头和电流传感器等，满足客户多样化测试需求。普科科技PRBTEK官网：www.prbtek.com

      对电流探头的输出波形进行校正,即设计一个数字补偿滤波器,将探头的输出信号经滤波器后恢复成输入信号的波形。在设计该补偿滤波器时仍然采用上面的系统辨识方法,只是将探头的实际输出信号作为待设计滤波器的输入,而将探头的实际输入信号作为待设计滤波器的输出,这样设计出的滤波器实质上是电流探头的逆系统。

      利用图2 (b) 中的实验数据,辨识得到的补偿滤波器参数见表2 ,7 (a) 给出了滤波器对于方波电流测量的校正效果,图7（b）则是采用图2 (a) 中的实验数据对该滤波器校正效果的验证。无论是对于双指数波还是方波信号,设计的补偿滤波器都能较好地将电流探头的输出信号恢复成被测电流的原始波形,使得电流探头2数字补偿滤波器的测量系统成为一个理想的比例环节（比例系数为1）。

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PT-7403A(50KHz 1000A)交直流电流探头

电流探头测量电子在导线内运动时生成的磁场。在电流探头的量程规范内，导线周围的磁通场被转换成线性电压输出，可以在示波器或其它测量仪器上显示和分析线性电压输出。通过把导线完全绕在探头磁芯上上，可以精确地测量磁通场。分芯探头非常方便，电流探头可以夹在导线上，而不必断开连接。实芯电流变压器是为安装而设计的，它们体积小，提供了非常高的频响，可以测量超快速、低振幅电流脉冲和AC信号。

钳式电流探头

电流探头是根据法拉第原理设计的用来测量导线中干扰电流信号的磁环，本质上是一个匝数为1的变压器。使用电流探头能够测量流经导线的电流大小。电流探头分为AC/DC电流探头以及AC电流探头。前者可以测量直流以及交流电流的大小，后者只可以测量交流电流的大小。

测试方法

电流探头是一款能够同时测量直流和交流的高频电流探头。其特点包括：高带宽，可准确快速捕捉电流波形；高精度，典型精度为1%，满足大部分测试领域的需要；多款探头可供选择，方便不同量程电流测量；标准的BNC输出接口，可匹配任何厂家示波器。常用于开关电源、马达驱动器、电子整流计、LED照明、新能源等设计和测试应用中。

普科PRBTEK提供多量程电流探头，可测量1mA暗电流到高达50A的浪涌电流。

      要点：

      • 在汽车电气控制系统的开发中，必须测量各种电流，例如几安培的各种马达的驱动电流，几十安培的浪涌电流，约1 mA的微小的控制信号以及待机电流等。
      • CT6710和CT6711电流探头配备三个量程，以一个单元即可实现较宽的测量范围。在30A量程时，可以测量高达50Apeak的浪涌电流，而在0.5安量程时，可以观察到1mA电流，且不会被干扰掩盖。
      • CT6710和CT6711具有过输入保护功能。即便您测量的电流超出了设置的0.5安或5安量程的额定范围，也不会造成传感器的故障。
      • ECU测量可以是多点。在这种情况下，推荐和存储记录仪一同使用。

      推荐探头：

      日置电流探头CT6710、CT6711（分辨率100μA, DC～50MHz, 120MHz）

      普科科技PRBTEK提供多品牌多型号的差分探头，如泰克/TEKTRONIX、泰克/TEKTRONIX、日置/HIOKI、知用/CYBERTEK、普源精电/RIGOL、品致/PINTECH、德国TESTEC和德国PMK等，可广泛用于开关电源、变频器、电子镇流器、变频家电和其它电气功率装置等的研发、调试或检修工作中。

高频电流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。采用特殊的电源供电模块，使高频电流探头拥有更高的稳定度以及更低的噪声，PRBTEK为您推荐

高频电流探头PT-350

 PT-350的特点：简便易用，准确进行AC/DC 电流测量；DC-50MHz 高带宽；钳口直径5mm（0.2 英寸）；精度高，DC 增益误差一般小于1%；分芯结构，简便地连接电路；低噪声和DC 飘移。

应用：电源、半导体器件；逆电器/转换器、电子镇流装置；工用/消费电子、移动通信；马达驱动器、交通运输系统、传播延迟测量等。PT-350采用先进的磁电传感器，通过测试电流所产生的磁场信号实现对电流信号的准确测量，产品坚固耐用，能够大大减少了操作难度，提高测量的准确性。

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       YZ电磁干扰是提高轻小型光纤陀螺低速灵敏度的关键问题。为了减小电磁干扰，必须对电磁兼容三要素中干扰源的干扰特性、耦合通道的传输特性以及敏感设备的抗干扰特性进行深入分析。

       为了有效评估光纤陀螺检测电路电源分配网络设计的合理性，需要从电磁兼容角度对光纤陀螺典型电源干扰传播通道进行分析。DAC(Digital to Analog Converter)到光电探测器(PINFET)的电源干扰传播通道为研究对象，使用电流探头对DA转换芯片电源管脚干扰电流谱进行测量，得到干扰源的干扰特性，从而为后续量化干扰大小、改进电源分配网络设计提供指导。

图1 DAC-PINFET电源干扰传播示意图

       电源干扰传播特性分析从电磁兼容的角度来说，如果要保证敏感设备在受到干扰源干扰的情况下仍然可以正常工作，则应该满足：干扰源强度×通道衰减< 敏感设备的抗干扰能力。在电源干扰传播过程中，DAC 为干扰源，探测器为敏感设备，传输通道为两者之间的电源分配网络。

       干扰沿电源通道从DAC芯片到探测器信号输出端的传播示意如图1所示。由于DA转换芯片和探测器之间的电源分配网络不是理想的0阻抗平面，所以DAC芯片产生的干扰电流l流过PDN的阻抗Z后会在探测器的电源输入端产生一定的电压波动V，这个干扰电压通过电源端进入到探测器内部，耦合到探测器的信号输出端，成为调制串扰的一部分，经过后续信号调理电路的放大后对光纤陀螺的性能和精度产生影响。

       因此，必须得到干扰源的干扰特性、传输通道的耦合特性以及敏感设备的抗干扰特性，才能通过合理的YZ手段将DAC传递到探测器的电源干扰控制在不影响陀螺精度的范围内。

       干扰源电流谱测量

       探头检测电流为5 A，电流电压转换关系为1V/A，带宽为120MHz，可以测量幅值在5mA以下的交流电流，满足测量使用要求。同时作为一种环形电流钳，其不与电源的导线相接触，可以不必改变原有电路结构，方便实验操作。用导线将DA转换芯片+5V电源管脚处的限流0欧电阻R64进行短接，将电流探头卡在该导线上，即导线穿过电流钳的环形闭台区域，实验硬件平台如图2所示。

图2 干扰电流谱测量实验硬件平台

       在高速和低速情况下分别采集陀螺的输出数据，判断陀螺处于正常工作状态后用电流探头进行测量，探头一端卡在导线上，另一端接示波器。设置示波器时域采集带宽为0~3MHz，选择AC耦合，去掉直流置，瞬态捕捉后进行FFT 变换，设置变换带宽为10 kHz~3MHz，采样率为10 GHz/s,RBW =5 kHz。

将示波器设置为谐波搜索模式，得到DAC芯片+5V电源管脚干扰电流谱波形如图3所示

图3 DAC电源管脚干扰电流谱

       图中可以显示出与解调方波谐波同频的干扰信号功率谱，经过一定的转换后即可得到实际电流谱。由测得的干扰电流谱可以看出，DA转换芯片的电源管脚供电电流中夹杂着与解调方波各次谐波同频的干扰电流。根据相关检测检测原理，光纤陀螺仅对解调方波奇倍频处的干扰信号敏感，因此在后续的研究中需要将来自DA转换芯片干扰信号中与解调方波奇倍频同频的干扰YZ掉。

       通过对DA转换芯片电源管脚的干扰电流谱进行测量，可以看出干扰主要来自与陀螺解调方波各次谐波同频的信号。由此得到干扰源的干扰特性后可以有针对性地对特殊频率处的干扰进行YZ，从而提高光纤陀螺检测电路的抗干扰能力。

       以上内容由普科科技PRBTEK整理，如果有疑问，欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com

       示波器电流探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要，它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线，复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰，而且本身等效电容较大，造成被测电路的负载增加，使被测信号失真。

       当电流钳闭合，把一通有电流的导体围在ZX时，响应地会出现一个磁场。这些磁场使霍尔传感器内的电子发生偏转，在霍尔传感器的输出产生一个电动势。电流探头根据这个电动势产生一个反向（补偿）电流送至电流探头的线圈，使电流钳中的磁场为零，以防止饱和。电流探头根据反向电流测得实际的电流值。用这个方法，能够非常线性的测量大电流，包括交直流混合的电流。

电流探头在测试高频时的工作原理

       随着被测电流频率的增加，霍尔效应逐渐减弱，当测量一个不含直流成分的高频交流电流时，大部分是通过磁场的强弱直接感应到电流探头的线圈。此时，探头就像一个电流变压器，电流探头直接测量的是感应电流，而不是补偿电流，功放的输出为线圈提供一个低阻抗的接地回路。

电流探头在交叉区域时的工作原理

      当电流探头工作在20KHz的高低频交叉区域时，部分测量是通过霍尔传感器实现的，另一部分是通过线圈实现的。

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我们经常反反复复的强调：不管是ACDC变换器，还是DCDC变换器，都要校核变压器或电感的饱和电流，其饱和电流必须大于系统设定的OCP电流，并保证足够的余量。

电感的厂家数据表通常会给出其产品的饱和电流，而ACDC的变压器，例如反激变换器变压器，基本上都是工程师自己设计的，设计过程中，基于圆整的初级匝数或电感，然后调整电感磁芯的气隙大小，很少校核变压器实际的饱和电流值。

那么，工程师在实验室，如何自己测量电感或变压器的饱和电流？

过去的数十年中，作者和很多的工程师交流过，把这个小技巧分享过给大家。现在，在这里详细的说明。

一、电感或变压器的饱和电流测量步骤

电感或变压器的饱和电流测量步骤如下：

图1 电感的饱和电流测量

1、用导线L1把直流电源的正端和电感的管脚A连接起来，导线L1的端点和电感的管脚A可以焊起来。

2、直流电源输出电压设定在10V，设定好直流电源的限流电流，可以先设定一个较小的值，如1A。

3、将电流探头连接在示波器的接口上，电流探头的卡口端卡在导线L1上，注意电流探头的方向，和测量的电流方向一致。

4、将导线L2的一端和和直流电源的负端连接好。

5、示波器调在电流探头连接的通道触发，触发值调在较低的值，如0.2A；同时，示波器调在单次触发。

6、按直流电源输出键，输出直流电压；用手拿着导线L2的另一端，让导线头去触碰电感的管脚B端，然后迅速拿开导线L2，让导线头和电感的管脚B端脱离接触。

7、适当缩小时基，观察示波器的波形，如果电感电流的波形后面变平，则增加直流电源的限流点，重复步骤5、步骤6，直到出现如图2的电感电流波形。

8、测量电感电流波形的拐点位置，即约为电感的饱和电流。图2中，拐点位置约为13A，电感的饱和电流约为13A。

时基（X轴）和电流刻度（Y轴）开始的时候可以先设定大一些的值，然后，依据测量波形的情况，逐渐的缩小到合适的范围，保证能看到完整的电流波形即可。

图2 电感的电流波形，L=10uH，Vin=10V

变压器初级的饱和电流的测量过程同上，只是测量的时候，所加的电压可以用高一些，如使用20V，或更高的电压。

二、测量原理

当电感二端加上电压，电感激磁，电感电流随着时间线性增加:

L*dt/dt=V

电感饱和时，L突然急剧变小，激磁电压不变，那么，电感电流变化率di/dt会急剧变大：

dt/dt=V/L

电感电流变化率di/dt急剧变大的拐点位置，即为电感的饱和电流。

选择电流探头的方法

1、电流类型：是DC/AC 还是AC类型电流探头；

2、电流大小：包括ZD电流和最小电流，ZD电流还要考虑频率问题；

3、带宽：不仅要考虑波形的频率还要考虑上升沿的速度；

4、精度：配合示波器选取≥1%以上，配合功率分析仪的选取≤1%；

5、被测导线直径：决定钳口孔径大小；

6、被测的空间大小：决定钳口形状大小；

7、钳口结构：开口还是闭口；

8、温度范围：注意电流探头的温度使用范围，选择合适的探头。

       以上是普科科技PRBTEK为您介绍测量电感、变压器的饱和电流的方法及我们要如何选择电流探头，如果您在选择及使用探头过程中还有什么问题，欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。