本文來源：橫河測(cè)試測(cè)量 公眾號(hào)  作者：YOKOGAWA 沙晨陽

示波器作為通用的測(cè)量儀器，它的使用離不開與之相配套的探頭，而面對(duì)種類繁多的探頭，如何合適的選擇和正確的使用決定了是否能夠準(zhǔn)確安全可靠的測(cè)量測(cè)試。本篇文章就示波器探頭的選擇和使用展開論述。

接地信號(hào)的測(cè)量

對(duì)于接地信號(hào)的測(cè)量，通常使用橫河示波器配套的無源探頭701937或701939，即可應(yīng)對(duì)大部分的測(cè)量情況。但在使用時(shí)應(yīng)注意探頭的接地情況。

首先不應(yīng)隨意更換探頭自帶的接地線，避免接地線連接不良而引入工頻噪聲，同時(shí)其自帶的較短的接地線也避免了接地線過長而產(chǎn)生寄生電感，影響高頻測(cè)量使波形失真。

其次被測(cè)信號(hào)的參考地須和示波器是共地的，且盡可能和示波器是單點(diǎn)接地的，避免過長的地環(huán)路引入的寄生電感，對(duì)高頻信號(hào)測(cè)量的影響。

差分信號(hào)的測(cè)量

提到差分信號(hào)的測(cè)量，我們第一時(shí)間想到的會(huì)是使用差分探頭進(jìn)行測(cè)量。差分探頭無疑是測(cè)量差分信號(hào)的最優(yōu)選擇，但在實(shí)際使用時(shí)，有一部分用戶會(huì)拔去示波器接地端，通過浮地的方法測(cè)量——這種方法是絕對(duì)禁止!

姑且不說這種測(cè)量對(duì)可靠性的影響（較高頻的測(cè)量時(shí),可能會(huì)存在較大的寄生電容,使波形失真），它本身就不符合儀器的安規(guī)要求！不僅可能對(duì)示波器造成不可逆的損壞，更會(huì)對(duì)操作人員產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)，實(shí)際上我們也收到了不少由于示波器未接地或是接地不良而導(dǎo)致示波器基板燒壞的故障報(bào)告。

示波器USB通信接口燒壞

因此差分信號(hào)的測(cè)量還是需要用到差分探頭，如橫河701977系列的差分探頭測(cè)量高壓差分信號(hào)或是橫河701925差分探頭測(cè)量高速差分信號(hào)。除了使用差分探頭測(cè)量，我們還可以使用兩個(gè)無源探頭測(cè)量差分信號(hào)，這種方法可行但也是不推薦的，詳見下文。

雙無源探頭

測(cè)量差分信號(hào)

我們可以調(diào)用示波器的函數(shù)功能，參數(shù)選擇S1(CH1)-S2(CH2)，將兩個(gè)同型號(hào)的無源探頭接至被測(cè)的兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)和示波器的CH1、CH2——使用這種測(cè)量方法的兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)必須是參考地電平的，因此無源探頭的接地須參照前文提到的接地方法。

通過這種方法可以得到一個(gè)經(jīng)過函數(shù)運(yùn)算的波形，該波形即為此方法測(cè)得的差分信號(hào)的波形。顯而易見，這種方法需要占用示波器的兩個(gè)通道，且會(huì)受到較大的共模噪聲的影響。

這里采用上述的測(cè)量方法，將兩個(gè)全新的701937無源探頭的輸入端均接至同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的輸出端，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源輸出0V，我們可以看到示波器上經(jīng)過運(yùn)算顯示的是一個(gè)1.90V基準(zhǔn)噪聲的信號(hào)。

標(biāo)準(zhǔn)源輸出0V時(shí)經(jīng)示波器運(yùn)算的波形（紅色）

當(dāng)我們將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源輸出一個(gè)220V 60Hz的正弦波，我們可以看到示波器上顯示的波形除了基準(zhǔn)噪聲還疊加了一個(gè)60Hz的正弦波，使噪聲上升至2.73V。

標(biāo)準(zhǔn)源輸出220V60Hz時(shí)經(jīng)示波器運(yùn)算的波形（紅色）

這個(gè)正弦波噪聲的源頭正是源于兩個(gè)無源探頭之間的差異以及示波器通道之間的差異，而這就是通過上述方式測(cè)得的共模噪聲：

令該方法測(cè)得的差分信號(hào)：

那么這種方法產(chǎn)生的共模噪聲抑制比：