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融入最新的寬帶隔離專(zhuān)利技術(shù)的隔離示波表

作者： 時(shí)間：2012-09-17 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
一：從mV到kV的測量，通道間完全隔離

關(guān)于“浮地”測量

SHS1000系列示波表輸入部分采用寬帶隔離專(zhuān)利技術(shù)。標準雙通道輸入的示波器的兩個(gè)輸入端是共地的，而SHS1000系列示波表的兩個(gè)輸入端則是完全隔離的，這意味著(zhù)可以在兩個(gè)輸入端子同時(shí)安全地接入相差很大的電壓，輸入端子間的隔離安全等級高達CAT II 1000V , CAT III 600V。 CAT是IEC定義的測量?jì)x器地的安全等級，它不但規定了測量?jì)x表的最大額定電壓，還規定了儀表所使用的環(huán)境，即過(guò)壓分類(lèi)――CAT III 比CAT II 要求更嚴格。SHS1000系列示波表每個(gè)輸入端子的浮動(dòng)電壓，即端子到地之間的最大電壓，高達CAT II 1000V 、 CAT III 600V， 可以滿(mǎn)足大部分的浮地測量環(huán)境。

傳統示波器僅限于進(jìn)行參考地的測量，原因是大多數示波器的地線(xiàn)（探頭的接地線(xiàn)或BNC的外殼）是和保護地相連接。如果連接到示波器外殼上的地線(xiàn)通過(guò)交流電源線(xiàn)中的地線(xiàn)連接到大地，這樣意味著(zhù)，所有的測量都必須相對與接地進(jìn)行，這就限制了典型示波器在測量都不接地的兩點(diǎn)間的電壓時(shí)的應用，通常這種測量也稱(chēng)為“浮地”測量，由于信號線(xiàn)的共模電壓與地之間的電壓可能高達數百伏，甚至上千伏，這種測量在開(kāi)關(guān)電源、馬達驅動(dòng)、整流器等電力電子電路中是必須面臨的。

一些工程師，采用斷開(kāi)電源線(xiàn)的接地線(xiàn)，或采用隔離變壓器，將示波器“浮”起來(lái)，探頭的地線(xiàn)連接到其中一個(gè)測試點(diǎn)上進(jìn)行測量，該測試點(diǎn)的共模電壓可能高達上百伏，此時(shí)示波器的外殼也會(huì )帶上高壓，對用戶(hù)、被測單元和儀器構成威脅。此外，它違反了工業(yè)健康和安全規定，另外交流供電儀器在地面浮動(dòng)時(shí)會(huì )出現一個(gè)大的寄生電容，浮動(dòng)測量會(huì )出現振蕩，獲得的測量結果也差。對這種浮動(dòng)測量，專(zhuān)業(yè)示波器廠(chǎng)家是堅決禁止的。對一些采用電池供電的通用示波器，例如象TDS3000B，可以進(jìn)行浮動(dòng)測量，但最高只能進(jìn)行30VRMS的安全浮動(dòng)測量。

另外針對這種浮地測量，用戶(hù)也可以選擇采用隔離的差分探頭來(lái)解決，這是一種安全可靠的方式，使接地示波器可以進(jìn)行浮動(dòng)測量，但是對測量設備的成本和復雜性提出了新的要求，可能需要獨立的電源，而且其增益和偏差特征也會(huì )帶入到每次測量中，配有差分探頭的示波器側重于性能和安全（帶寬、隔離），而犧牲了可移動(dòng)性和成本。

采用隔離示波器可以直接進(jìn)行浮地測量，安全簡(jiǎn)便。SHS1000系列手持示波表就是一臺真正意義上的隔離示波器，BNC輸入參考對地、通道之間完全隔離，可以做到CATII 1000V、CATIII 600V的安全級別，支持電池供電，手持型，重量輕，方便攜帶，適合室外攜帶測試。

SHS1000系列隔離示波表隔離指標

SHS1000系列手持隔離示波表采用寬帶隔離專(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現從DC~100MHz帶寬信號的隔離，雙通道輸入，采樣率1GSa/s，2Mpts的深存儲，垂直檔位從5mV/div到100V/div。 BNC側輸入電壓可以到CATII 300V, CAT III 150V，采用隨機配的10:1探頭， 探頭可以探測的電壓可以到CAT II 1000V、 CATIII 600V。

參照下圖，通道1電路和通道2電路之間電氣隔離，且數字采集電路之間也通過(guò)隔離器電氣隔離， 圖中的隔離器包括了寬帶信號的隔離和電源的隔離。其中寬帶信號隔離采用了寬帶隔離專(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現從DC到100MHz（－3dB）信號的隔離，帶內實(shí)現很好的平坦度。

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示波器部分功能框圖

通道1電路和通道2電路完全電氣隔離，且后端的數字采集電路完全電氣隔離，不管是采用交流適配器供電或是電池供電，BNC的外殼或探頭的接地端可以探測的浮地電壓，以及通道之間的隔離電壓可以達到CAT II 1000V、 CAT III 600V。

參照下圖，SHS1000系列隔離示波表探頭輸入端或BNC輸入端的測量電壓以及浮地電壓。

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探頭，BNC處輸入電壓圖示

帶內平坦圖

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SHS1000系列示波器的幅頻響應

開(kāi)關(guān)電源浮地測試

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典型的開(kāi)關(guān)電源原理圖

分別使用SHS1000系列示波表和Fluke199示波表測量上述原理圖中的T2 MOS管的Vgs，Vds的電壓波形。 隔離器相關(guān)文章:隔離器原理

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