示波器电流探头工作原理
磁性电流探头:利用安培定律,通过电流在导线周围产生的磁场感应来测量电流。当电流通过被测导线时,探头内部的磁芯感应到磁场并产生感应电势,该电势与电流成正比。感应电势经由传感器传递到示波器上,经过放大和滤波后,示波器上显示出与原始电流信号相关的波形。
电阻性电流探头:采用电流感应原理,通过导线内部的电阻产生的电势差来测量电流。探头内部包含一个电阻元件,当电流通过被测导线时,一部分电流会通过探头内的电阻元件,产生电势差。电势差将被放大并传递到示波器上,示波器通过计算电势差和电阻之间的关系来确定电流大小。 在电气系统维护和故障诊断中,柔性电流探头用于测量电缆和电路板上的电流。柔性电流探头材料

探头会使被测信号衰减,这样呈现给示波器的信号就不会超过示波器的输入范围。较大衰减比如 10:1、50:1、100:1 等,用于测量较高的电压,而小衰减比如 2:1 和 1:1,适用于较低的电压。测量系统的噪声(示波器噪声加探头噪声)会使得探头衰减比成正比增加。在选择探头时,这是一个重要的考虑因素。10:1 的无源探头和 1:1 的无源探头都可以用于测量 1Vpp 的典型信号,但 1:1 的无源探头会带来更有利的信噪比。
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。 示波器探头种类致示波器探头会对不同频率的信号进行适当的补偿,避免因高频信号的传输延迟而产生波形失真。

在进行测量时,探头的接地端与被测电路的地线相连至关重要。这不仅是为了防止因电位差导致的触电风险,更是为了确保测量信号的完整性和准确性。若探头处于悬浮状态,示波器与其他设备或大地间的电位差可能会引入干扰,甚至损坏设备。因此,务必确保探头的接地导线与被测点位置邻近,避免过长接地导线可能引起的振铃或过冲等波形失真问题。差分传输技术,作为差分测量的基础,通过两根信号线传输振幅相等、极性相反的信号,有效提高了信号的抗干扰能力和时序定位的准确性。相比于单端传输,差分传输能够更好地抵御外界电磁干扰,确保信号传输的稳定性和可靠性。同时,差分信号的接收端可以根据两条信号线的幅值之差来判断逻辑状态的变化,从而实现对低幅度信号的准确测量。综上所述,探头的正确使用与补偿调节、差分测量技术的掌握以及差分传输技术的应用都是电子测量与调试领域不可或缺的技能。只有掌握了这些技能,工程师们才能在复杂多变的电子环境中准确捕捉信号、分析数据并解决问题
相比于单端传输而言,差分传输抗干扰能力更强。因为差分传输两条线路紧挨着,干扰噪声几乎在同时等值的被加载到两根信号线路上,我们可以看作差分传输两条线路收到的干扰信号其差值为0,即,噪声对差分信号的逻辑意义不产生影响。单端传输因为其参考点为系统地,那么这个干扰噪声的影响会直接反馈到信号接收端。
差分传输的方式减小了潜在的电磁干扰(EMI)。由于两条信号传输线路靠得很近且信号幅值相等,这两条信号传输线路与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等,同时他们的信号极性相反,使得其所产生电磁场将相互抵消。因此对外界的电磁干扰也小。
差分传输方式时序定位更准确。差分信号的接收端可以根据两条信号传输线路幅值之差发生正负跳变的点,作为判断逻辑0/1跳变的点。而单端信号通常以电压阈值作为信号逻辑0/1的跳变点,单端传输受电压阈值与信号幅值电压之比的影响较大,不适合低幅度的信号。 适用于电源、半导体器件、逆电器/转换器、电子镇流装置等领域的高频电流数据的测量与分析。

差分探头测量的是差分信号。差分信号是互相参考,而不是参考接地的信号。差分探头可测量浮置器件的信号,实质上它是两个对称的电压探头组成,分别对地段有良好绝缘和较高阻抗。差分探头可以在更宽的频率范围内提供很高的共模抑制比(CMRR)。差分信号和普通的单端信号走线相比,其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很大程度上抵消。2、能有效抑制EMI,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。探头的输入引线分别连接到待测电路的两个测量点(通常是差分信号源)。柔性电流探头材料
示波器电流探头具有较高的测量精度,如DC精度可达±1%(带探头校准器)。柔性电流探头材料
示波器电流探头测量电子设备的电流的过程:
准备阶段:
确定测量需求:首先,需要明确测量需求,包括测量的电流范围、精度要求、波形类型等。这将有助于选择合适的示波器和电流探头,以及设置合适的示波器参数。
选择合适的示波器和电流探头:根据测量需求,选择合适的示波器和电流探头。示波器的选择应考虑其带宽、采样率、垂直分辨率等性能指标;而电流探头的选择则应根据被测电流的大小和类型来确定。
差分探头主要用于观测差分信号:差分信号是相互参考、而不是以地作为参考点的信号。普通的单端探头也可以测量差分信号,但得到的信号与实际信号相差很大,有可能出现“地弹”现象。 柔性电流探头材料