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差分探头的共模抑制比CMRR如何快速验证

  发布时间: 2022-06-10      浏览量:83
差分探头

  两个探头同时连接到同一位置,会导致两个探头互成负载,改变了探头的响应。但是可以将差分探头的两个前端同时连接到同一位置来验证探头的共模抑制比(CMRR),CMRR与频率有关,可以了解探头在不同频率的信号下的响应。

  尽管作为频率函数的CMRR是差分探头的主要指标,但探头制造商的CMRR曲线图是在严格控制的实验室中使用窄带源测试得到的。在实际的宽带测试应用中,会有不同的结果,这项快速测试将展示不同之处。

  通过将共模信号(通常为正弦波)施加到差分探头的两个输入端并测量与输入信号幅度相比的探头输出端的衰减来测量CMRR。输入信号频率在被测探头的带宽内变化,CMRR随频率变化,如下图所示,该比率通常以dB表示。

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  用于评估差分探头CMRR的现场测试过程:

  1.以常规方式在探头带宽内采集信号。

  2.短路被测探头的差分输入,并将两个探头的前端连接到电路中的同一点。

  3.用待测探头输出的幅度除以输入信号的幅度。

  理想情况下,以几个不同的频率重复以上实验,

  下图显示了使用IGBT的上侧栅极驱动器(VG-E)进行的这种测试,这是一个基于500 V共模信号的15 V信号。

  最上面的黄色波形是使用高压光纤隔离探头(HVFO)以常规方式采集的栅极驱动信号。该信号显示了一个快速的、阶跃跳变,幅度约为15V。

  中间的蓝色波形是被测的HVD3106A高压差分探头的输出,这个探头的两个输入短接在一起,因此两个差分输入看到的是相同的信号,探头衰减设置为500X,示波器垂直灵敏度设置为200 mv/div,测得的脉冲的峰值幅度约为1V,这是由于探头的CMRR有限而引起的共模信号泄漏。

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  相对于15 V输入信号,衰减为0.066,约为-24 dB。脉冲的上升时间约为40 ns,信号的带宽约为9 MHz。如果我们将其用作信号频率的估计值,并参考对比上图中的CMRR图,将看到用于此测试的500X衰减设置的探头和预期的-32 dB CMRR一致。需要注意的是,实际测试使用的是宽带信号源和不太理想的连线配置,但是它向我们展示了该探头预期的CMRR值。

  如果在输入短路的情况下对HVFO探头进行相同的测试,则结果为底部粉红色的波形,垂直灵敏度提高到每格100 mV,没有看到有脉冲。这是因为HVFO探头的CMRR比输入信号幅度低140 dB以上。

  以上概述的过程很好地测试了工作电路环境中差分探头的性能。它用于确认测量的准确性以及差分探头是否符合测量要求。

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