干扰波形是来自探头接地还是通道串扰？

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2017年06月23日 09:35

　　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。

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！

　　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：

　　通道1探头地使用鳄鱼夹接地，通道2关闭(证明通道1信号原状，见图2)

图2 CH1使用夹子测量电源输出，CH2悬空

　　注：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。

　　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)；

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

　　通道1和2探头地使用鳄鱼夹分别接地(串扰严重，见图4)；

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

　　通道1地使用弹簧接地，通道2地使用鳄鱼夹接地(串扰很小，图5)；

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

　　通道1和2探头均使用弹簧分别接地(串扰zui小，见图6)；

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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