融入最新的寬帶隔離專(zhuān)利技術(shù)的隔離示波表
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時(shí)間：2012-09-17
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關(guān)于“浮地”測(cè)量
SHS1000系列示波表輸入部分采用寬帶隔離專(zhuān)利技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)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(jí)高達(dá)CAT II 1000V , CAT III 600V。 CAT是IEC定義的測(cè)量?jī)x器地的安全等級(jí)，它不但規(guī)定了測(cè)量?jī)x表的最大額定電壓，還規(guī)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(yán)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(dá)CAT II 1000V 、 CAT III 600V， 可以滿(mǎn)足大部分的浮地測(cè)量環(huán)境。
傳統(tǒng)示波器僅限于進(jìn)行參考地的測(cè)量，原因是大多數(shù)示波器的地線(xiàn)（探頭的接地線(xiàn)或BNC的外殼）是和保護(hù)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，所有的測(cè)量都必須相對(duì)與接地進(jìn)行，這就限制了典型示波器在測(cè)量都不接地的兩點(diǎn)間的電壓時(shí)的應(yīng)用，通常這種測(cè)量也稱(chēng)為“浮地”測(cè)量，由于信號(hào)線(xiàn)的共模電壓與地之間的電壓可能高達(dá)數(shù)百伏，甚至上千伏，這種測(cè)量在開(kāi)關(guān)電源、馬達(dá)驅(qū)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(cè)試點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，該測(cè)試點(diǎn)的共模電壓可能高達(dá)上百伏，此時(shí)示波器的外殼也會(huì)帶上高壓，對(duì)用戶(hù)、被測(cè)單元和儀器構(gòu)成威脅。此外，它違反了工業(yè)健康和安全規(guī)定，另外交流供電儀器在地面浮動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大的寄生電容，浮動(dòng)測(cè)量會(huì)出現(xiàn)振蕩，獲得的測(cè)量結(jié)果也差。對(duì)這種浮動(dòng)測(cè)量，專(zhuān)業(yè)示波器廠(chǎng)家是堅(jiān)決禁止的。對(duì)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(cè)量，但最高只能進(jìn)行30VRMS的安全浮動(dòng)測(cè)量。
另外針對(duì)這種浮地測(cè)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(cè)量，但是對(duì)測(cè)量設(shè)備的成本和復(fù)雜性提出了新的要求，可能需要獨(dú)立的電源，而且其增益和偏差特征也會(huì)帶入到每次測(cè)量中，配有差分探頭的示波器側(cè)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(cè)量，安全簡(jiǎn)便。SHS1000系列手持示波表就是一臺(tái)真正意義上的隔離示波器，BNC輸入?yún)⒖紝?duì)地、通道之間完全隔離，可以做到CATII 1000V、CATIII 600V的安全級(jí)別，支持電池供電，手持型，重量輕，方便攜帶，適合室外攜帶測(cè)試。
SHS1000系列隔離示波表隔離指標(biāo)
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(xiàn)從DC~100MHz帶寬信號(hào)的隔離，雙通道輸入，采樣率1GSa/s，2Mpts的深存儲(chǔ)，垂直檔位從5mV/div到100V/div。 BNC側(cè)輸入電壓可以到CATII 300V, CAT III 150V，采用隨機(jī)配的10:1探頭， 探頭可以探測(cè)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(shù)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(hào)的隔離和電源的隔離。其中寬帶信號(hào)隔離采用了寬帶隔離專(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從DC到100MHz（－3dB）信號(hào)的隔離，帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)很好的平坦度。
示波器部分功能框圖
參照下圖，SHS1000系列隔離示波表探頭輸入端或BNC輸入端的測(cè)量電壓以及浮地電壓。
探頭，BNC處輸入電壓圖示
SHS1000系列示波器的幅頻響應(yīng)
典型的開(kāi)關(guān)電源原理圖
評(píng)論