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本运用计划将介绍电源丈量术语，论述为进行浮地丈量供给的不同选项，要点介绍每种选项的长处和缺陷。
最严苛的浮地丈量要求源自电源控制电路，如马达控制器、不间断电源和工控设备。在这些运用领域中，电压和电流或许会很大，足以给用户和/或测验设备带来风险。在丈量浮地高压信号时，有许多选项能够考虑。每个选项都有自己的长处和缺陷。
差分丈量与浮地丈量比较
一切电压丈量都是差分丈量。差分丈量界说为两点之间的电压差。电压丈量分红两类：
1. 参阅地电平丈量
2. 非参阅地电平丈量(也称为浮地丈量)
传统示波器
大多数传统示波器把“信号参阅”端子衔接到维护接地体系上，一般称为“接地”。经过这种办法，一切运用到示波器的信号或示波器供给的信号都会有一个公共衔接点。
这个公共衔接点一般是示波器机箱，经过AC供电设备电源线中的第三条线接地，来保持在(或挨近)零伏。这意味着每个输入通道参阅点都绑缚在一个接地参阅源上。
不该该运用传统无源探头，直接在参阅地电平的示波器上进行浮地丈量。视流经参阅引线的电流数量，传统无源探头会开端变热；在电流足够高时，它会相似熔丝那样熔化断开。
浮地丈量技能
为进行高压浮地丈量供给的不同选项包含：
1. 阻隔输入示波器
2. 差分探头
3. 电压阻隔设备
4.“A – B” 丈量技能
5. 示波器“浮地”技能
术语表
共模信号
两个输入上一同的输入信号成分(起伏和相位完全相同)。
共模规模
差分放大器能够按捺的共模信号的最大电压(从接地)。
共模按捺比
衡量差分放大器按捺共模信号才能的一个功用指标。由于共模按捺一般会跟着频率进步而下降，因而一般会指定特定频率的CMRR。
差分形式或差模
差分放大器两个输入之间的不同信号。差模信号(VDM)能够表达为：
VDM = (V+input) – (V-input)
差模信号
两个输入之间不同的信号。
差分丈量
两点之间的电压差。
差分探头
为差分运用专门规划的探头。有源差分探头在探头顶级包含一个差分放大器。无源差分探头与差分放大器一同运用，能够进行校准，准确匹配两条信号途径中(包含参阅引线)的DC和AC衰减。
浮地丈量
任何一点都没有参阅地电平(地电位)的差分丈量。
接地环路
当两个或两个以上的独自接地途径在两个或两个以上的点绑缚在一一起，会呈现接地环路。结果是一个导体环路。在存在改变的磁场时，这个环路会变成变压器的次级电路，作为短路线圈操作。邻近承载非DC电流的任何导体都会产生磁场，激起变压器。许多导线、乃至数字IC输出引线中的AC线路电压都会产生这种激起效果。环路中循环的电流会在环路内部任何阻抗中积累电压。这样，在任何给定时点上，接地环路中的各个点都不会坐落相同的AC电位。
把示波器探头地线衔接到被测电路上，假如电路“接地到”接地设备，那么会产生接地环路。效果在途径内部阻抗上的循环电流会导致电压电位积累在探头接地途径中。
这样，示波器输入BNC衔接器上的“接地”电位与被测电路中的接地不同(即“此接地非彼接”)。这种电位差能够是几微伏，也能够高达几百毫伏。由于示波器从输入BNC衔接器的外壳上参阅丈量，因而显现的波形或许并不表明探头输入上的实践信号。跟着被测信号的起伏下降，差错变得愈加显着。
“单一丈量”
在运用AC线路电源及运用规范三线电源线操作时，带有接地输入通道、电池供电的示波器表现出来的局限性与传统示波器相同。但是，在运用电池操作时，这些示波器能够一次进行高达30 VRMS的单一安全浮地丈量。记住，一切输入公共源都捆在一同
同享参阅点和阻隔通道结构比较
大多数台式示波器同享下面所示的结构。在这种结构中，在进行多通道丈量时，一切输入信号有必要有相同的电压参阅，同享的默许参阅是“大地”接地。假如没有差分前置放大器或外部信号阻隔器，这些台式示波器则不合适进行浮地丈量。
与传统台式示波器结构比较，这种阻隔通道结构中的电压参阅没有在仪器内部衔接在一同。因而，运用的输入的每个参阅点有必要衔接到参阅电压上。独立浮地阻隔输入仍由寄生电容耦合。这或许会产生在输入参阅和环境之间，及手动产生在输入参阅点之间。根据这一原因，主张把参阅点衔接到体系接地或另一个安稳电压上。假如输入的参阅点衔接到高速和/或高压信号上，那么您应该了解寄生电容。
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阐明 |
| 阻隔输入示波器丈量 |
选用IsolatedChannel输入结构的示波器，如TPS2000B或THS3000系列，供给了真实的、完好的通道到通道和通道到电源线阻隔才能。每条通道彼此独自阻隔，一起与其它非阻隔器材阻隔。在运用IsolatedChannel示波器进行浮地丈量时，有必要运用专门规划的无源探头，如TPP0201，进行高达30 VRMS的浮地丈量；或运用THP0301，进行高达300 VRMS的浮地丈量；或运用P5122/P5150探头，进行高达600 VRMS的浮地丈量。与大多数传统示波器运用的无源探头不同，这些类型的探头在BNC衔接上绝缘，避免产生触电；参阅引线是为耐受额外浮地电压而规划的。(如需更多信息，请参阅本运用攻略后边“留意类别和电压”一节中的评论) |
| 差分探头丈量 |
经过运用差分探头体系，能够经过泰克TDS/DPO/MSO和大多数其它接地示波器进行浮地丈量。某些差分探头(如P6246、P6247、P6248和P6330)是为起伏较低的快速信号优化的。其它探头(如P5200A、P5205A和P5210A)则处理速度较慢、电压起伏较高的信号。ADA400A差分前置放大器即便在高噪声环境中，仍能显现低频率、超低起伏的差分信号。 |
| 电压阻隔器丈量 |
望文生义，阻隔器在浮地输入与参阅地电平输出之间没有直接的电气衔接。信号经过光学或分路光学/变压器手法耦合。 |
| “A – B”丈量(也叫伪差分丈量) |
“A – B”丈量技能能够运用传统示波器及无源电压探头，直接进行浮地丈量。一条通道丈量“正”测验点，另一条通道丈量“负”测验点。从第一个丈量值中减去第二个丈量值，去掉两个测验点的公共电压，以便调查不能直接丈量的浮地电压。示波器通道有必要设置成相同的伏特/格；探头应与示波器配套，使共模按捺比到达最大。
丈量参阅地电平电压的两只探头实例
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| “浮地”传统接地示波器 |
运用不会把接地传送到次级电路的阻隔变压器，或经过把示波器的AC市电电源线接地衔接器，是一种常用的有风险的示波器浮地丈量办法。
“浮地”参阅地电平示波器把一切能够触摸的相同电压的金属(包含机箱、机壳和衔接器)作为探头参阅引线衔接的测验点。
浮地丈量，风险电压产生在示波器机箱上。V1或许有几百伏！
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长处和缺陷
| 长处 |
缺陷 |
| 阻隔输入通道示波器为进行浮地丈量供给了一种安全可靠的办法。通道到通道阻隔和通道到接地阻隔的显着长处是能够一起调查参阅到不同电压的多个信号。
另一个长处是能够在不添加专用探头本钱或贵重粗笨的电压阻隔器的情况下完结这一点。通道到电源线阻隔消除了信号源接地与示波器之间的途径。 |
与差分探头不同，阻隔输入通道没有供给均衡浮地丈量。到接地的阻抗在顶级(+)输入和参阅(-)输入之间是不同的。由于阻隔通道的参阅(-)输入不象接地示波器那样有默许的参阅电平，因而有必要把探头的参阅引线衔接到DUT的参阅点上。
由于没有到接地的分路，因而荧光灯和大楼布线放射的工频场或许会在示波器读数上导致更多的基线噪声。运用均匀收集形式会减轻这种基线噪声进步。 |
长处
差分探头为调整接地示波器进行浮地丈量供给了一种安全的办法。除安全性优势外，运用这些探头能够改进丈量质量。差分探头供给了均衡丈量输入 电容，因而能够运用恣意一条引线安全地勘探电路中任何点。在比电压阻隔器更高的频率上，差分探头一般CMRR功用更好。
另一种长处是全面运用示波器的多条通道，一起调查多个信号，参阅不同的电压。 |
缺陷
探头仍有一条到接地的电阻途径，因而假如电路对走漏电流活络，那么差分探头或许并不是最佳的解决计划。
其它缺陷包含添加了一层本钱，具体视示波器功用，或许要求独立的电源，这添加了本钱和体积。在出厂时，有必要手动确认每种丈量的增益和偏置特色。 |
| 长处
电压阻隔器为安全丈量浮地电压供给了一种手法，由于阻隔器没有到地的电阻途径，因而对走漏电流反常活络的运用来说，它们是一个很好的挑选。 |
长处
电压阻隔器添加了一层本钱。有必要运用独自的电源和阻隔放大器箱。
在出厂时有必要为每一项丈量手动确认增益和偏置特色。
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| 长处
运用“A – B”丈量技能的优势在于，简直任何示波器和标配探头都能够简洁地完结这一点。记住，两个测验点有必要参阅地电平。因而，假如恣意一个测验点都是浮地的，或假如整个体系都是浮地的，那么不适用这种办法。
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缺陷
在进行“A – B”丈量时，要运用两条示波器通道。这种技能的首要约束是共模规模适当小，这源于示波器的笔直通道动态规模。一般来说，其不到来自地电平的volts/division设置的10倍。在共模电压大于差模电压时，“A – B”丈量技能或许会被认为是从两个大电压中提取小的差异。这种技能合适共模信号的起伏与差模信号相同或低于差模信号，且共模成分是DC或低频，如50 Hz或60 Hz电源线的运用。在丈量起伏适中的信号时，它从丈量中有用消除了接地环路电压。
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| 长处
虽然浮地设备是一种运用现有设备进行浮地丈量，消除频率较低的信号上接地环路的办法，但它是一种不安全的、风险的作法，不该选用这种办法。
缺陷
不管是从示波器上的升压视点(对操作人员或许会产生电击)，仍是由于地波器变压器绝缘设备上累积的应力，这种技能都是风险的。这种应力或许不会当即导致毛病，但即便示波器康复到正确接地操作，将来仍或许会导致产生风险毛病(电击和风险)。
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在较高的频率上，堵截接地或许不会中止接地环路，由于电源线供电的仪器在接地以上浮地时会表现出大的寄生 电容。振铃或许会损坏浮地丈量。浮地示波器没有均衡输入。参阅一侧(探头上的“接地”夹)有一个显着的到地 电容。参阅点衔接的任何源阻抗将在快速共模跳变中加载，使信号产生衰减。更糟糕的是，高 电容或许会损坏某些电路。衔接逆电器上方门中共用的示波器或许会使门驱动信号速度下降，避免被测器材封闭，避免损坏输入桥接器。这种毛病一般伴跟着作业台上呈现小的火花。
另一个缺陷是其一次只能进行一项丈量。记住，一切输入参阅都彼此绑缚在一同。一旦浮地一个输入参阅，一切输入参阅现在都在同一水平上浮地。 
寄生电感和%&&&&&%导致的振铃使信号失真，使丈量无效 |
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