探针的选择和使用

探针是什么,版主就不赘述啦,今天主要来说说“探针的选择和使用”。

以测量电压为例,主要有两种探针可供选择——

  • 单端探针,提供的波形通常最干净,但是,接地基准需是示波器的接地基准。大多数情况下,示波器接地。
  • 差分探针,某些信号会需要,尤其是浮空信号。例如高端栅极的栅极驱动波形。

为实现最佳测量,必须缩小测量环路。我们亲切地称这种较小的测量类型为“猪尾”,如图1所示。

图1. “猪尾”引线

制造商提供的大多数探针都是所谓的“鼠尾”配置,如图2所示。其提供的环路非常大,会耦合噪声。另外,它也会辐射一些噪声,但由于探针阻抗很高,所以辐射非常低。

图2. “鼠尾”引线

利用“猪尾”连接,您可以获得比标准“鼠尾”连接小数十到数百倍的测量环路。

辣么,我所说的“猪尾”到底是什么呢?继续往下看

在大多数设置中,我们实际上是创建自己的“猪尾”。当然,有商用探针针尖护罩可用,但它们有点贵,经费充足的话可以购得。

你也可以像下图所示,轻松地自行制作“猪尾”。图中,使用20号镀锡裸铜线,并按照探针制造商的说明拆卸探针。可以将20号线包裹在探针周围,并根据需要进行调整。探针的尖端可以进入电路板上的通孔,或者也可以找到适合探针直径的插座。

差分探针

差分探针容许共模失调,其测量所涉的接地基准可与示波器不同。

如前所述,虽然单端探针更干净,但要非常小心。将探针的接地引线连接到非大地接地连接会使该连接通过示波器接地。如下图所示,观测Q1上栅极2发射极电压,Q1在本例中是IGBT半桥的高端开关。如果将单端接地连接到Q1的发射极并打开系统,则Q1发射极会一路上升到Vbus。如果Vbus为400 V,那么基本上是将400 V电压连接到示波器地。这可能会损坏电路和示波器。所以,当考虑单端探针时,务必非常小心。

划重点,必须关注的探针重要指标是共模范围和差分范围——

  • 共模是指探针两条引线之间的共同电压;
  • 差分范围是指探针两个针尖之间的摆幅大小。

如果系统接地,则单端探针不能直接测量高端,但有些方法可供使用——

示例,标准探针示波器的一个1 MΩ探针上允许的电压低于250 Vrms,总线电压为200 V,栅极电压从0到15 V,那么不能把地放在高端信号源或发射极上。可以使用两个带MATH功能的探针,这样它们在本例中均接地到Q2的发射极。将一个探针连接到高端的栅极,另一个探针连接到高端的发射极,但相位问题常常会使这种配置无法达到完美状态。可以只测量低端栅极,“信任”高端,但这并非总是最好的选择。

最佳解决方案之一是使用高端差分探针,它支持非常高的共模差分。这些方案通常能为高端提供最好、最干净的波形,但同样要小心,不得超过差分限值。

*上述内容来自在 线研讨会【如何测量栅极驱动波形 】的讲义,欲查看完整文档的请点击:【在线研讨会讲义PPT下载】如何测量栅极驱动波形