示波器測量常見問題—不良接地時(shí)的電源干擾
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我們都知道，從信號(hào)發(fā)送器流出的信號(hào)，都會(huì)最終流回發(fā)送器。單端信號(hào)的“地”是信號(hào)的回流路徑；而差分信號(hào)的回流路徑比較復(fù)雜一些，差分對(duì)的正負(fù)端是依靠公共的參考來回流的。所以在測試中，如果單端探頭的地線沒有有效連接；或差分探頭的正負(fù)端中的任何一端沒有有效連接，以及示波器的參考“地”沒有能和被測件的地連接，則通過探頭饋入示波器的信號(hào)就無法通過正常的路徑回流，而必須經(jīng)過供電設(shè)備（如開關(guān)電源、電力網(wǎng)絡(luò)等）回流，因而受到供電設(shè)備的影響，從而可能出現(xiàn)上面幾幅圖的情況。
在上圖的例子中，當(dāng)我們把時(shí)基增大到10mS/div的時(shí)候，看到如下圖形，發(fā)現(xiàn)信號(hào)有明顯的周期性，簡單地使用光標(biāo)測量，發(fā)現(xiàn)周期為20ms左右，則可以大致確定信號(hào)受到了工頻的干擾。在一些復(fù)雜干擾的實(shí)例中，測試人員可以使用示波器的FFT工具來查找干擾的來源，以確定是否是接地不良帶來的工頻干擾或開關(guān)電源干擾
圖四 信號(hào)受到干擾后的輪廓
發(fā)現(xiàn)問題以后，重新接好地線，波形恢復(fù)正常，原來這是一個(gè)10MHz左右的時(shí)鐘信號(hào)。問題解決，如下圖所示：
圖五 正確的信號(hào)
小結(jié)：這是一個(gè)測試中常見的小問題，有經(jīng)驗(yàn)的工程師都可以很容易地解決。就這個(gè)小問題，測試人員可以注意以下細(xì)節(jié)：
l 使用探頭測試時(shí)，一定要注意信號(hào)回流路徑，如果發(fā)現(xiàn)波形上下跳動(dòng)，就需要考慮接是否是接地線異常；
l 信號(hào)回流路徑盡可能短；或者如果考慮地線和信號(hào)線形成的一個(gè)閉合面，這個(gè)面的面積需要盡可能??；
l 測試準(zhǔn)備工作中，單端探頭測試時(shí)可以使用接地線（帶鱷魚夾或香蕉頭的導(dǎo)線）將被測信號(hào)的參考點(diǎn)與示波器的外殼（也就是示波器的“地”）連接起來；差分探頭測試時(shí)應(yīng)該將示波器和被測設(shè)備共地。如果示波器和被測設(shè)備使用同一個(gè)接地良好的電源插線板，則這一步一般可以省去。浮地測試等情況比較復(fù)雜，應(yīng)具體情況具體分析；
l 地線未能可靠連接或差分探頭一端懸空的情況在高壓、浮地測試中十分危險(xiǎn)，應(yīng)嚴(yán)格避免。即使在普通差分信號(hào)的測試中，如果差分探頭一端懸空，當(dāng)被測信號(hào)的差模電壓+共模電壓超過了差分探頭的差模測試范圍，也可能損壞探頭；
評(píng)論