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电学文章
电源电压测试中是否需要电流探头?

发布时间: 2021-09-27   浏览次数:   作者:迈昂科技

      在数字示波器的应用中,电压测试应该是最常用的一种。针对电流测试,数字示波器通常需要购买电流探头。可是电流探头比较贵,光电流探头比数字示波器贵有很多。如果不经常用,买现在的探头不划算。不使用电流探头能测电流吗?接下来就来说说吧。


有的人可能会说万用表无法测量?当然,万用表可以测量电流。

但是,有几个问题:

1、考虑到万用表响应速度慢,很难实时检测出变化的电流;

2、万用表无法长时间记录测试结果,但更好的电表可以记录特大值和最小值。最重要的是万用表看不到电流变化的过程。有很多时候,我们想看到的是变化的过程,而不仅仅是结果。


想看波形,必须用数字示波器。如果没有昂贵的电流探头,用数字示波器真的看不到电流的变化吗?是的,方法很简单,可根据欧姆定律很容易实现I=V/R。注意v不是某一点的电压,而是两点之间的电位差。这是一个重点,也是新手容易陷入陷阱的地方。如果你用某一点电压的变化来预测电流的变化,会犯很多错误,我们会在下面的例子测试中看到。


实用的方法是:使用的每两个检波器测量电阻两端的电压V1和V2,然后利用数字示波器的计算功能实时计算V=V1和V2=V/R。只要环境变化剧烈,比如R可以看作常数,那么我就和V成线性变化,所以V的变化反映了电流的变化。让我们用一个例子来看看这个方法是否合理有效。


     数字示波器测试PCBMOS管的功率、电压、电流变化之间的损耗和来源的验证实例。波形的电压源为Vs,紫色波形为漏极电压Vd,黄色厚度用数字示波器波形计算。绿色波形是由有源电流探头测量的漏源电流Isd。对比分析Isd和Vsd的波形,可以看出它们的变化过程非常相像。主动电流探头测得的峰值Isd约为3.6AVsd计算峰值约为0.43V,万用表测得线路电阻约为0.15,所以用电位差法得到的峰值电流约为0.43V/0.15=2.87,与有源电流探头的测试结果不一样。


     当然,这和无源传感器在MOS管、万用表、数字示波器等不一样状态下的电阻是不同的。但我们最关心的是,使用这种方法来测试当前的变更过程是完全可行的。


通过观察电流的变化,这时候,有经验的工程师可能会问一个问题:使用普通探头测试时,如何解决共模抑制比(CMRR)?这是一个实际问题,但正如我们前面提到的,这种方法的主要目的是让我们看到当前的变化过程。


    在各种因素的影响下,用这种方法测得的比电流肯定不如专用的有源电流探头准确。此外,需要一个有源差分探头来解决CMRR问题。这个探测器也很贵,买了就一分钱不花了。但VS-VD有消除部分信号干扰的优势。除此之外,从中可以看出,单点电压Vs或Vd的变化和Isd的变化是不一样的,不必陷入用单点电压变化来估计电流变化的陷阱。

 
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