是德科技 使用示波器和電流探頭測量小電流的技巧

 近年來，工程師在設(shè)計(jì)和其他電池供電的設(shè)備時通常都需要進(jìn)行更靈敏的電流測量，以確保設(shè)備的電流消耗在可接受的范圍之內(nèi)。電流的測量過程非常麻煩，因?yàn)槟坏貌恢袛嚯娐凡y量儀器與電路串聯(lián)起來。使用鉗式電流探頭和示波器可以輕松實(shí)施電流測量，并且不必破壞電路。但是對于毫安級或更小的電流，其測量難度大大增加。本文介紹了幾個非常實(shí)用的測量技巧，可以幫助您在示波器噪聲較高的應(yīng)用環(huán)境中測量小電流。

示波器的噪聲影響很重要

隨著電流電平的下降，示波器本身具有 的噪聲將變成一個現(xiàn)實(shí)問題。所有示波 器都有一個多余的特征— 垂直噪聲。當(dāng) 您測量低電平信號時，測量系統(tǒng)的噪聲 可能會導(dǎo)致實(shí)際信號測量的精度下降。 由于示波器是一種寬帶測量儀器，所以 示波器的帶寬越寬，垂直噪聲就越高。 因此在測量之前，您需要仔細(xì)測試示波 器的噪聲特征。500 MHz 帶寬示波器采 用zui靈敏的 V/ 格 設(shè)置時，其本底噪聲 一般約為2 mV 峰峰值。在進(jìn)行低電平測 量時，需要注意示波器上的采集存儲器 可能會影響本底噪聲。在帶寬和其他條 件都相同的情況下，采集存儲器越深， 則噪聲就越大。另一方面，現(xiàn)代交流 / 直流電流探頭( 如 Keysight N2783A 100 MHz 電流探頭 ) 能夠測量 5 mA 的交流或 直流電流，測量精度大約為3%。這種電 流探頭的設(shè)計(jì)采用每安培電流輸入，電 壓輸出 0.1 V。換句話說，在測量 20 mA 以下的電流時，示波器自身的 2 mVpp 噪聲可能是zui主要的噪聲來源。

那么，您如何才能zui大程度地減少示波器 的固有噪聲呢？對于現(xiàn)代的數(shù)字示波器 來說，可以選擇的方法有很多：

1) 帶寬限制濾波器

大多數(shù)數(shù)字示波器均提供帶寬限制濾波 器，這些濾波器能夠?yàn)V除輸入波形中的多 余噪聲并降低噪聲帶寬，從而可以提高垂 直分辨率。帶寬限制濾波器可以采用硬件 實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件來實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)帶 寬限制濾波器都能根據(jù)您的需要來啟用 或禁用。

2) 高分辨率采集模式

大多數(shù)數(shù)字示波器在正常采集模式下可以 提供 8 位的垂直分辨率。某些示波器在 高分辨率模式下能夠提供更高的垂直分辨 率，通?？蛇_(dá) 12 位，該模式可以降低垂 直噪聲，提高垂直分辨率。通常，在應(yīng)用 了較慢的時間 / 格設(shè)置時，在屏幕上捕獲 到的數(shù)據(jù)點(diǎn)非常多，此時高分辨率模式具 有很大的影響。由于高分辨率模式下的采 集將對單個觸發(fā)點(diǎn)相鄰的數(shù)據(jù)點(diǎn)取平均 值，所以會降低采樣率和示波器的帶寬。

3) 平均模式

如果信號是周期性的或是直流信號，您可 以使用平均模式來降低示波器的垂直噪 聲。平均模式會多次采集周期性波形，并 生成運(yùn)行平均值以降低隨機(jī)噪聲。高分辨 率模式會降低信號的采樣率和帶寬，而正 常平均模式卻不會。不過，平均模式會減 緩波形更新速率，因?yàn)樗M(jìn)行多次采集 來計(jì)算波形的平均值，然后才能在屏幕上 畫出軌跡。當(dāng)您選擇大量平均值時，降噪 效果比以上任何一種方法都要明顯。

是德科技電流探頭選型如下：