中心議題：

• 探究避免檢測到來自探頭外殼電流的信號

解決方案：

• 利用傳感線和屏蔽線來解決
• 在測試電路板上來處理

示波器探頭都有兩根導線
，一根用於連接測試電路與示波器的垂直放大器(稱為傳感線)另一根用於連接示波器機殼地和本地電路的數字邏輯地(稱為屏蔽線)。通常，我們隻需要考慮示波器對傳感線電壓的響應。這一節裏分析示波器對屏蔽線上的信號是如何響應的。

示波器的機殼地和邏輯地之間的任何電壓差都可以在屏蔽線中引起電流。在圖1中
，通過屏蔽線電阻R屏蔽的屏蔽線電流產生了壓降V屏蔽。探頭電纜的中心導體
，也就是傳感線，沒有傳導屏蔽電流，因此它上麵並沒有壓降。

當(dang)傳(chuan)感(gan)線(xian)和(he)屏(ping)蔽(bi)線(xian)都(dou)連(lian)接(jie)到(dao)工(gong)作(zuo)電(dian)路(lu)的(de)地(di)時(shi)
，兩(liang)條(tiao)線(xian)上(shang)的(de)不(bu)同(tong)壓(ya)降(jiang)會(hui)在(zai)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)垂(chui)直(zhi)放(fang)大(da)器(qi)上(shang)反(fan)映(ying)兩(liang)者(zhe)的(de)電(dian)壓(ya)差(cha)。我(wo)們(men)無(wu)從(cong)知(zhi)道(dao)這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)差(cha)是(shi)由(you)探(tan)頭(tou)電(dian)纜(lan)遠(yuan)端(duan)的(de)實(shi)際(ji)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)的(de)
，還(hai)是(shi)由(you)屏(ping)蔽(bi)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)。雖(sui)然(ran)我(wo)們(men)希(xi)望(wang)示(shi)波(bo)器(qi)顯(xian)示(shi)無(wu)電(dian)壓(ya)，它(ta)可(ke)顯(xian)示(shi)的(de)就(jiu)是(shi)屏(ping)蔽(bi)電(dian)壓(ya)。

示波器對屏蔽電壓的響應，就好像它是一個真正的信號一樣。

屏(ping)蔽(bi)電(dian)壓(ya)與(yu)屏(ping)蔽(bi)線(xian)電(dian)阻(zu)成(cheng)正(zheng)比(bi)，而(er)不(bu)是(shi)與(yu)屏(ping)蔽(bi)線(xian)的(de)電(dian)感(gan)成(cheng)正(zheng)比(bi)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)導(dao)體(ti)和(he)中(zhong)心(xin)導(dao)體(ti)之(zhi)間(jian)是(shi)磁(ci)耦(ou)合(he)。流(liu)過(guo)屏(ping)蔽(bi)環(huan)路(lu)的(de)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)任(ren)何(he)變(bian)化(hua)的(de)磁(ci)場(chang)
，都(dou)共(gong)同(tong)環(huan)繞(rao)於(yu)屏(ping)蔽(bi)導(dao)體(ti)和(he)中(zhong)心(xin)導(dao)體(ti)，在(zai)兩(liang)個(ge)導(dao)體(ti)上(shang)感(gan)應(ying)出(chu)相(xiang)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya)。感(gan)應(ying)電(dian)壓(ya)在(zai)兩(liang)個(ge)導(dao)線(xian)上(shang)同(tong)時(shi)存(cun)在(zai)，而(er)電(dian)阻(zu)壓(ya)降(jiang)隻(zhi)出(chu)現(xian)在(zai)屏(ping)蔽(bi)線(xian)上(shang)。

屏蔽電壓很容易觀察到：

1、將示波器的探頭觸點和地線連接起來。

2、將探頭在工作電路附近移動，麵不接觸任何東西，此時隻能看到來自探頭號感應回路的磁感檢測電壓。

3
、將探頭的灑端用鋁箔裹上，將探測觸點直接同探頭的金屬接地護套短接，此時磁場檢測電壓減到接近於零。

4、現在將示波器探頭邊到測試電路的邏輯地，此時應該看到的僅有屏蔽線上的電壓。如果屏蔽電壓很小，則可以忽略。
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屏蔽噪聲會給控製大功率設備的數字係統帶來麻煩。設備中巨大的60HZ交流電流會在數字邏輯地上感應出電壓，這反過來造成了屏蔽噪聲。如果是屏蔽電壓帶來的麻煩，可以用9種方法來克服它。

1、降低屏蔽電阻。如果探頭是買來的，那麼這一點就比較難辦。如果用自製的同軸電纜探頭
，那麼選用粗一些的同軸電纜。從RG-174改到RG- 58，或從RG-58改到RG-8。較粗同軸電纜的硬度問題使得這種方法並不現實，但它解決了儀器裝備的問題。

2、在(zai)示(shi)波(bo)器(qi)和(he)邏(luo)輯(ji)地(di)之(zhi)間(jian)加(jia)入(ru)旁(pang)路(lu)阻(zu)抗(kang)。這(zhe)使(shi)得(de)噪(zao)聲(sheng)電(dian)流(liu)大(da)部(bu)分(fen)流(liu)過(guo)旁(pang)路(lu)阻(zu)抗(kang)，而(er)少(shao)量(liang)的(de)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)屏(ping)蔽(bi)線(xian)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)通(tong)常(chang)並(bing)不(bu)實(shi)用(yong)
，特(te)別(bie)是(shi)對(dui)高(gao)頻(pin)。從(cong)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)選(xuan)取(qu)一(yi)個(ge)良(liang)好(hao)的(de)接(jie)地(di)點(dian)，通(tong)過(guo)電(dian)感(gan)足(zu)夠(gou)低(di)的(de)導(dao)體(ti)連(lian)接(jie)到(dao)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)地(di)，以(yi)獲(huo)得(de)明(ming)顯(xian)改(gai)善(shan)，這(zhe)幾(ji)乎(hu)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)。

如果旁路導體同探頭線一樣長，則並不存在任何足夠大直徑的導體能夠使問題得到改善(電感隨直徑的對數的變化而改變)。如果旁路導體比示波器探頭線的長度短得多
，倒是有可能會起作用。

3
、jiangceshidianlubanduandian

，huozhebufenduandian。zhezhongfangfajinzaiceshijubudianlushiyouxiao。ruguonihuaiyiwentilaizipingbidianliuqisheng，zheshiyizhonghaodeshiyanfangfa。zhekeyiyongyuquedingzaoshengshiyouceshidianluchanshengde
，haishiyouyubiedeganraoyuanzaochengde。

4、在屏蔽回路中串接大電感
，用一個大的高頻磁芯
，將探頭圍繞它纏繞5到10圈。這將增大探頭屏蔽層的電感，從而減小電流
，這種方法在 100KHZ~10MHZ範圍內效果較好。在100KHZ以下，需要用很大的電感才能使問題得到改善。在10MHZ以上，磁芯的效果會降低。
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5
、重zhong新xin設she計ji電dian路lu板ban
，以yi降jiang低di電dian磁ci場chang輻fu射she。將jiang兩liang層ceng板ban變bian成cheng四si層ceng板ban，加jia入ru完wan整zheng地di平ping麵mian。減jian少shao電dian磁ci場chang射she是shi降jiang低di地di平ping麵mian產chan生sheng噪zao聲sheng電dian壓ya傾qing向xiang首shou要yao方fang法fa。

6、斷duan開kai示shi波bo器qi的de安an全quan地di線xian。斷duan開kai示shi波bo器qi的de安an全quan地di線xian使shi示shi波bo器qi的de交jiao流liu電dian源yuan係xi統tong的de安an全quan特te性xing失shi效xiao。一yi旦dan示shi波bo器qi電dian源yuan係xi統tong的de供gong電dian部bu分fen同tong機ji殼ke相xiang連lian，示shi波bo器qi的de機ji殼ke變bian為wei接jie通tong110V供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)
，這(zhe)是(shi)非(fei)安(an)全(quan)電(dian)壓(ya)。通(tong)常(chang)，如(ru)果(guo)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)，安(an)全(quan)地(di)線(xian)將(jiang)大(da)部(bu)分(fen)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)流(liu)旁(pang)路(lu)到(dao)大(da)地(di)
，並(bing)觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu)的(de)斷(duan)路(lu)保(bao)護(hu)開(kai)關(guan)。它(ta)切(qie)斷(duan)電(dian)源(yuan)
，很(hen)可(ke)能(neng)在(zai)關(guan)鍵(jian)時(shi)刻(ke)保(bao)護(hu)了(le)你(ni)的(de)生(sheng)命(ming)。

盡管如此，你還是應該了解將安全地線斷開對高頻信號具有什麼效果。

如ru果guo示shi波bo器qi的de機ji殼ke和he安an全quan地di線xian之zhi間jian隔ge離li良liang好hao，則ze示shi波bo器qi探tan頭tou的de屏ping蔽bi地di環huan路lu就jiu會hui被bei切qie斷duan，從cong而er使shi屏ping蔽bi電dian流liu降jiang低di。然ran而er遺yi憾han的de是shi，斷duan開kai安an全quan地di線xian並bing不bu能neng得de到dao良liang好hao的de隔ge離li效xiao果guo。

對大多數示波器而言，在其內部的電源部分，都有一個0.01UF的de電dian容rong把ba機ji殼ke同tong每mei一yi根gen交jiao流liu電dian源yuan線xian相xiang連lian
，這zhe就jiu將jiang其qi依yi次ci連lian接jie到dao地di。即ji使shi沒mei用yong這zhe個ge電dian容rong，在zai電dian源yuan變bian壓ya器qi上shang也ye會hui有you足zu夠gou的de寄ji生sheng電dian容rong，從cong而er在zai機ji殼ke和he電dian源yuan之zhi間jian形xing成cheng高gao頻pin能neng路lu。

在頻率高於10MHZ時，無論如何，示波器都有足夠的對地電容，所以簡單地斷開安全地線的方法並沒有效果。

這種方法對商頻還是起作用的
，但是不適用於高速數字邏輯電路。

7、zaishiboqitantoushangshiyongshuangzhongpingbi。jiangzhegeshuangzhongpingbidewaipingbicengdeyiduanlianjiedaoshiboqiwaike，lingyiduanlianjiedaodianluban。shiboqidetantouxianbixuquanbubeizhegeshuangzhongpingbibaoguoqilai。jiangshuangzhongpingbitongshiboqitantoudejiedidianjiedaoyiqi。zaigaopinshi，dabufenpingbidianliuyouyuquxiaoyingbeizhuanyidaowaipingbiceng。yinweitantoudeneicengpingbimeiyoudianliutongguo，suoyimeiyouyajianghezaoshengdianyacunzai。zhezhongfangfatingqilaiyoubeichangli
，danqueshiqizuoyong。shuangzhongpingbicengkeyiyonglvbozhizuo


，huozhepoukaiyigenjiudeRG-8電纜的外屏蔽並用它包裹住探頭線。應盡量減少探頭在雙重屏蔽地層和探頭觸點之間的裸露長度
，以降低環路中磁感應噪聲的耦合。

如果你想自己製作一根21：1雙重屏蔽探頭
，POMONA出售的一種BNC到雙重屏蔽的轉換適配器可用於此目的。將適配器的BNC插頭端到示波器的BNC插座上，POMONA適配器的另一端有雙重屏蔽的插孔，這個插孔可以將外層和中間層地線在內部連接為單的BNCdixian。yongputongshuangzhongpingbichatouduanzhegeshuangzhongpingbidianlan
，bingbatachadaoshipeiqi。zaishuangzhongpingbidianlandedianlubanduan，zhixujiangtadejiangcenghezhongjianhanqilaijike。

8
、使用1：1探頭，而不是10：1探頭。10：1探頭並不會衰減屏蔽電壓，由於10：1探頭使實際被測信號發生衰減，因此使用10：1探頭使得屏蔽電壓看起來相對大了10倍。
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9、采用差分探頭的方案。圖2給出了實現差分測量的正確方法。探頭14接到信號點而探頭2連接到信號地。兩個探頭的屏蔽層在G5點dian連lian接jie到dao一yi起qi，並bing且qie不bu與yu電dian路lu板ban相xiang接jie觸chu。用yong一yi根gen獨du立li的de接jie地di導dao線xian將jiang電dian路lu板ban的de地di和he示shi波bo器qi的de地di相xiang接jie。隻zhi有you當dang電dian路lu板ban通tong過guo其qi他ta機ji製zhi沒mei有you合he適shi的de方fang式shi同tong真zhen實shi的de地di相xiang連lian時shi，這zhe根gen獨du立li的de導dao線xian才cai是shi必bi要yao的de。

將示波器的輸出設置為探頭1的信號減去探頭2的(de)信(xin)號(hao)。這(zhe)個(ge)操(cao)作(zuo)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)小(xiao)的(de)調(tiao)整(zheng)才(cai)能(neng)得(de)到(dao)比(bi)較(jiao)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。將(jiang)兩(liang)個(ge)探(tan)頭(tou)暫(zan)時(shi)連(lian)接(jie)到(dao)同(tong)一(yi)個(ge)測(ce)試(shi)信(xin)號(hao)點(dian)，然(ran)後(hou)調(tiao)整(zheng)兩(liang)個(ge)探(tan)頭(tou)的(de)增(zeng)益(yi)
，使(shi)得(de)兩(liang)路(lu)信(xin)號(hao)完(wan)全(quan)相(xiang)抵(di)消(xiao)。接(jie)下(xia)來(lai)
，暫(zan)時(shi)將(jiang)兩(liang)個(ge)探(tan)頭(tou)都(dou)接(jie)到(dao)地(di)
，觀(guan)察(cha)存(cun)在(zai)多(duo)少(shao)殘(can)留(liu)檢(jian)測(ce)噪(zao)聲(sheng)。這(zhe)個(ge)噪(zao)聲(sheng)正(zheng)是(shi)我(wo)們(men)要(yao)克(ke)服(fu)的(de)

，所(suo)以(yi)值(zhi)得(de)檢(jian)查(zha)一(yi)下(xia)是(shi)否(fou)能(neng)抓(zhua)到(dao)它(ta)。

dangcaiyongchafentantoushi，youyupingbicengmeiyoujiechurenhedongxi，suoyipingbidianliucishibingbucunzai。zhejiushichafentantoudezhuyaohaochu。duiyujuyoufudongdedianlu，huodixiandianyagaoyuzhenzhengdadishi，chafentantoukenengshiweiyidexuanze。

把(ba)兩(liang)個(ge)探(tan)頭(tou)盡(jin)量(liang)靠(kao)近(jin)
，使(shi)得(de)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)的(de)磁(ci)感(gan)應(ying)檢(jian)測(ce)回(hui)路(lu)的(de)尺(chi)寸(cun)最(zui)小(xiao)。回(hui)路(lu)中(zhong)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)任(ren)何(he)磁(ci)場(chang)都(dou)會(hui)在(zai)兩(liang)個(ge)探(tan)頭(tou)間(jian)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)壓(ya)。將(jiang)兩(liang)個(ge)探(tan)頭(tou)線(xian)雙(shuang)絞(jiao)或(huo)綁(bang)緊(jin)，保(bao)證(zheng)它(ta)們(men)緊(jin)貼(tie)一(yi)起(qi)。

當使用普通示波器探頭時
，保持接地點貼近於測試點，通過互感方式耦合進兩個探頭之間傳感回路裏的耦合噪聲與普通單端探頭相等。

為了達到差分效果，探頭的長度和類型必須一致。兩個探頭的頻率響應或延遲的不均等會導致示波器顯示屏上出現共模信號。

有(you)些(xie)示(shi)波(bo)器(qi)提(ti)供(gong)特(te)殊(shu)的(de)差(cha)分(fen)放(fang)大(da)模(mo)塊(kuai)和(he)具(ju)有(you)增(zeng)益(yi)與(yu)效(xiao)率(lv)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)匹(pi)配(pei)的(de)探(tan)頭(tou)。通(tong)常(chang)這(zhe)些(xie)模(mo)塊(kuai)都(dou)有(you)特(te)別(bie)的(de)共(gong)模(mo)抑(yi)製(zhi)特(te)性(xing)，但(dan)是(shi)一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)帶(dai)寬(kuan)太(tai)低(di)，因(yin)此(ci)對(dui)解(jie)決(jue)調(tiao)整(zheng)數(shu)字(zi)問(wen)題(ti)用(yong)處(chu)不(bu)大(da)。

差分測量時要小心使用10*探頭。要得到有效的共模抑製

，與直流增益一樣，高頻補償調整一定要匹配得非常好。這種方式在調整信號時幾乎不適用。