融入最新的宽带隔离专利技术的隔离示波表

2012-09-17 09:18:10来源: 佳工机电网
一:从mV到kV的测量,通道间完全隔离

关于“浮地”测量

SHS1000系列示波表输入部分采用宽带隔离专利技术。标准双通道输入的示波器的两个输入端是共地的,而SHS1000系列示波表的两个输入端则是完全隔离的,这意味着可以在两个输入端子同时安全地接入相差很大的电压,输入端子间的隔离安全等级高达CAT II 1000V , CAT III 600V。 CAT是IEC定义的测量仪器地的安全等级,它不但规定了测量仪表的最大额定电压,还规定了仪表所使用的环境,即过压分类――CAT III 比CAT II 要求更严格。SHS1000系列示波表每个输入端子的浮动电压,即端子到地之间的最大电压,高达CAT II 1000V 、 CAT III 600V, 可以满足大部分的浮地测量环境。

传统示波器仅限于进行参考地的测量,原因是大多数示波器的地线(探头的接地线或BNC的外壳)是和保护地相连接。如果连接到示波器外壳上的地线通过交流电源线中的地线连接到大地,这样意味着,所有的测量都必须相对与接地进行,这就限制了典型示波器在测量都不接地的两点间的电压时的应用,通常这种测量也称为“浮地”测量,由于信号线的共模电压与地之间的电压可能高达数百伏,甚至上千伏,这种测量在开关电源、马达驱动、整流器等电力电子电路中是必须面临的。

一些工程师,采用断开电源线的接地线,或采用隔离变压器,将示波器“浮”起来,探头的地线连接到其中一个测试点上进行测量,该测试点的共模电压可能高达上百伏,此时示波器的外壳也会带上高压,对用户、被测单元和仪器构成威胁。此外,它违反了工业健康和安全规定,另外交流供电仪器在地面浮动时会出现一个大的寄生电容,浮动测量会出现振荡,获得的测量结果也差。对这种浮动测量,专业示波器厂家是坚决禁止的。对一些采用电池供电的通用示波器,例如象TDS3000B,可以进行浮动测量,但最高只能进行30VRMS的安全浮动测量。

另外针对这种浮地测量,用户也可以选择采用隔离的差分探头来解决,这是一种安全可靠的方式,使接地示波器可以进行浮动测量,但是对测量设备的成本和复杂性提出了新的要求,可能需要独立的电源,而且其增益和偏差特征也会带入到每次测量中,配有差分探头的示波器侧重于性能和安全(带宽、隔离),而牺牲了可移动性和成本。

采用隔离示波器可以直接进行浮地测量,安全简便。SHS1000系列手持示波表就是一台真正意义上的隔离示波器,BNC输入参考对地、通道之间完全隔离,可以做到CATII 1000V、CATIII 600V的安全级别,支持电池供电,手持型,重量轻,方便携带,适合室外携带测试。

SHS1000系列隔离示波表隔离指标

SHS1000系列手持隔离示波表采用宽带隔离专利技术,实现从DC~100MHz带宽信号的隔离,双通道输入,采样率1GSa/s,2Mpts的深存储,垂直档位从5mV/div到100V/div。 BNC侧输入电压可以到CATII 300V, CAT III 150V,采用随机配的10:1探头, 探头可以探测的电压可以到CAT II 1000V、 CATIII 600V。

参照下图,通道1电路和通道2电路之间电气隔离,且数字采集电路之间也通过隔离器电气隔离, 图中的隔离器包括了宽带信号的隔离和电源的隔离。其中宽带信号隔离采用了宽带隔离专利技术,实现从DC到100MHz(-3dB)信号的隔离,带内实现很好的平坦度。

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示波器部分功能框图

通道1电路和通道2电路完全电气隔离,且后端的数字采集电路完全电气隔离,不管是采用交流适配器供电或是电池供电,BNC的外壳或探头的接地端可以探测的浮地电压,以及通道之间的隔离电压可以达到CAT II 1000V、 CAT III 600V。

参照下图,SHS1000系列隔离示波表探头输入端或BNC输入端的测量电压以及浮地电压。

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探头,BNC处输入电压图示

带内平坦图

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SHS1000系列示波器的幅频响应

开关电源浮地测试

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典型的开关电源原理图

分别使用SHS1000系列示波表和Fluke199示波表测量上述原理图中的T2 MOS管的Vgs,Vds的电压波形。
[1] [2] [3]

关键字:宽带隔离  专利技术  隔离示波表

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0917/article_5928.html
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