ScopeArt按语:
我读到这篇文章时不由笑作声来。这文章不是在鼓舞山寨办法嘛? 相似办法还有诸如用无源探头的地线和信号针短路当作近场探头。 不过能将示波器玩转,知道示波器有一些发烧级的功用是值得鼓舞的。这是咱们乐于共享这篇文章的原因。
这种办法得到的丈量成果尽管有差错,不是特别靠谱,但毕竟供给了不花钱的一种定性的成果。 文中图片也能够看出这种带有显着差错的做法和运用电流探头丈量成果是有比较大的不同的。
ScopeArt曰:有钱仍是不要省电流探头和高压差分探头哦。丈量有危险,差错要防备。
问题提出:
示波器是大多数电子工程师运用最多的一种仪器,提起示波器咱们立刻想到的是测验电压,当然许多示波器还可做比较大略的频谱剖析等,但许多示波器对电子工程师很重视的一项目标— 电流却无法测验,在一些剖析验证中不但需求测验电压,有时更需求测验电流;现在一些比较高端的示波器能够测验电流,不过需求另购有源电流探头,说到有源两字,就意味着不菲的价格,不错,购买一根有源电流探头的花费差不多能够购买一些品牌的中端示波器了,所以这不是一般小公司玩得起的“土豪”配备啊。
说到电流测验,有人或许会说万用表不就能够丈量吗?当然万用表能够丈量某个时间的电流,但存在几个问题:1、因为万用表的反应速度较慢(一般都是百mS量级),用这样的反应速度来捕捉某些少纵即逝的信号犹如骑自行车去追缉坐高铁的疑犯;2、万用表无法记载长期的测验成果,好一些的表能够记载最大、最小值等;3、最要害的是万用表无法看到电流改变的进程,许多时分咱们期望看到的是改变进程而不只是成果,比方咱们想知道三极管过流损坏最或许在什么时分产生的而不是只想看到三极管在冒烟。
没有贵重的电流探头就无法用示波器看到电流的改变进程吗?其实咱们换个思路仍是能够找到处理办法的,办法其实很简单,便是咱们中学物理学过的I=V/R,泪奔了吧?留意这个V不是某点的电压,而是两点的电位差,这是个要害,也是一些初学者简单堕入误区的当地,假如用某点的电压改变去估测电流的改变那许多时分就要出错了,后边咱们从实例测验可看到这点。
详细办法:
这个办法的详细做法是:用两根探头别离测出一个电阻(乃至能够是一段线,当然条件是这段线的电阻大到其两头能够产生适宜的电位差)两头的电压V1、V2,然后用示波器的核算功用就能实时地核算出△V=V1-V2,而I=△V /R,只需环境不产生剧烈的改变等咱们能够为R是不变的,因而I是随△V线性改变的,所以△V的改变反映的便是电流的改变。咱们下面经过一个实例来验证一下这个办法是否可行。
实例验证:
下面示波器截图1测验的是某PCB上一MOS管在上电瞬间,漏极和源极之间的电压和电流改变,其间棕色波形是源极电压Vs,紫色波形是漏极电压Vd,黄色彩的较粗波形便是经过示波器运算功用核算出来的漏源极电压 △Vsd =Vs-Vd(本例中通道C1丈量的是Vs,通道C2丈量的是Vd,因而详细的运算设置就如图2所示的C1-C2);绿色波形是用有源电流探头测验出来的漏源极电流Isd,从Isd和 △Vsd两者的波形比照可看出,它们的改变进程十分挨近;用有源电流探头测出的Isd峰值大约为3.6A;核算得到的△Vsd峰值大约为0.43V,用万用表测得的该线路电阻大约为0.15Ω,因而用电位差办法得到的电流峰值大约为0.43V/0.15 Ω =2.87A,这跟有源电流探头测验的成果有不同,当然这跟MOS管不同状况的导通电阻、示波器、无源探头、万用表的差错等有关,可是用这个办法来测验咱们最重视的电流改变进程是彻底可行的,经过调查电流的改变能够大致知道MOS管的损坏最或许在什么时分产生,从而为采纳正确的办法供给根据。
看到这儿,有经历的工程师或许会提出一个问题: 运用一般的探头进行测验,共模抑制比CMRR怎么处理? 确实是存在这个问题,不过咱们前面也提过,这办法最主要是可让咱们看到电流的改变进程,在各种因素的影响下用这办法测验出来的详细电流值的精确程度必定比不上专门的有源电流探头(假如这个不花钱的办法能彻底处理几万元才干处理的问题,今后有源电流探头就卖不出去了,当然假如你刚好看到本文,某天用电流的改变剖析处理了曾经的某个悬案,无妨能够此压服老板少喝两瓶,买个电流探头^_^);并且要处理CMRR的话就需求用到有源差分探头,这东东的身价跟电流探头可有一拼了,这样的话就达不到咱们不花钱的意图了^_^;不过,Vs-Vd有个优点便是可消除一部分信号上的搅扰。
别的,咱们从截图能够看到,单点的电压Vs或Vd的改变不同于Isd的改变,所以不要堕入用单点电压改变来预算电流改变的误区。
图1 经过两个电压相减得到电压差近似丈量电流的改变
别的,运用这个办法有个条件是示波器需求具有通道间的数据核算功用(如图2),这个功用对现在许多根据Windows操作系统的示波器来说是小菜一碟;当然,假如示波器的运算公式能参加R,便是图2的Summary为I=△V/R,核算得到的成果就更直观了。
总结考虑:
办法总是比问题多,在许多情况下,换个思路就或许找到处理问题的办法。比方许多工程师因为无适宜的仪器可调查到电流的改变进程,对电路中电流是怎么改变的,许多时分或许是靠经历去预算,但这种预算不一定跟实际情况符合,本文提出的办法可让工程师在不花钱的情况下运用现有的示波器调查到电路中电流的改变进程,尽管其理论基础不是“巨大上”,但具有较好的实用价值,使现有的示波器多了一只“眼睛”。
其实这文章的主意是多年前我公司还没买电流探头时自己的一些测验,其时这样去测验是因为没有适宜的东西又想知道电流是怎么改变的,现在应该还有许多不想买或买不起有源电流探头的中小公司工程师面对我当年的困惑,期望把我当年的主意整理成的文章能对他们有所协助。