波形干扰是如何产生的?

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很多工程师在使用示波器测量开关电源输出信号时,会发现两个测量通道之间存在互相干扰的情况。这个干扰是否来自于通道之间呢?我们实测来验证一下。

一、背景概述

使用示波器测量开关电源输出信号时,发现两个测量通道之间存在互相干扰(串扰)的情况。那么两个测量通道之间会不会彼此干扰呢?

测试方法:通道1测量小信号(100mv/div),通道2测量大信号(5V/div),观察信号互相影响的情况。

首先使用标准信号源来验证通道隔离度的影响因素;

然后使用不同的测量方法来验证串扰的影响因素。

二、通道隔离度测试验证

如图1示波器两通道输入的信号直接从信号发生器输出,可以发现通道2信号对通道1无任何影响,通道隔离度好。当然通道隔离度的指标有着更严谨测试方法,这里先简单试验一下。

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  图1 CH1、CH2测量信号发生器输出,接地良好

三、干扰出现的真正原因——地线

实际上,以上干扰主要和探头的使用有关,特别和探头地线的接法有关。测量过程如下,同时记录该测试模式的串扰情况:

1、通道1探头使用鳄鱼夹接地,通道2关闭(证明通道1信号原状,见图2);

    

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  图2 CH1使用夹子测量电源输出,CH2悬空

注:上图通道1信号幅度虽然非常小,但通过FFT分析还是可以定位出600K频点的干扰。

2、通道1和2探头地使用鳄鱼夹只接一个地(串扰非常严重,见图3);

    

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  图3 CH1使用夹子测量电源输出,CH2使用夹子测量电感,单点接地

3、通道1和2探头使用鳄鱼夹分别接地(串扰严重,见图4);

    

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  图4 CH1使用夹子测量电源输出,CH2使用夹子测量电感,各自接地

4、通道1使用弹簧接地,通道2使用鳄鱼夹接地(串扰很小,图5);

    

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  图5 CH1使用接地弹簧测量电源输出,CH2使用夹子测量电感,各自接地

5、通道1和2探头均使用弹簧分别接地(串扰最小,见图6);

    

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  图6 CH1使用接地弹簧测量电源输出,CH2使用接地弹簧测量电感,各自接地

四、总结

测量探头及地线连接良好时,示波器的通道间干扰很小;

干扰来自测试探头处接地寄生参数的影响,如引线电感;

同时测量两个信号时,为了避免接地回路的互相干扰,要分开接地;

测量敏感信号时要使用接地弹簧,必要时使用接口端子。

 

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