業內常見差分探頭關鍵指標之一：CMRR 測試對比

       高壓差分探頭在開關電源應用中十分廣泛，常用于浮地信號的測量。其關鍵指標有 CMMR（共模抑制比），畸變，帶寬。下面針對市場上常見的品牌知用(CYBERTEK),泰克，三華，品致進行關鍵指標CMRR 實測對比。

CMRR (共模抑制比)：共模抑制比(CMRR)是指差分探頭在差分測量中抑制兩個測試點共模信號信號的能力。這是差分探頭的關鍵指標，其公式為：CMRR = |Ad/Ac|。其中：Ad=差分信號的電壓增益。Ac=共模信號的電壓增益。在理想情況下，Ad應該很大，而Ac則應該等于0，因此 CMRR 無窮大。在實踐中，10,000:1的CMRR 已經被看作非常好了。這意味著將抑制5V的共模輸入信號，使其在輸出上顯示為0.5毫伏。由于 CMRR 隨著頻率提高而下降，因此指定CMRR的頻率與CMRR值一樣重要。CMRR 對于測量全橋或者半橋電路的上管驅動波時，顯得尤為重要，這也是高壓差分探頭測量這類信號時的難點。如圖1中，上管GS驅動電壓很小，但是共模電壓很高，測量該點波形時，對差分探頭的CMRR 要求比較高，后續將會有實例演示分析。

 圖 1: LLC 半橋諧振電路示意圖 

一.實驗設備

⑴差分探頭型號

知用(CYBERTEK) DP6150A(1500Vpk/100MHz)

泰克 P5200A(1300Vpk/50MHz)

三華差分探頭 SI-9010(7000Vpk/70MHz)

品致差分探頭 DP-50(3500Vpk/100MHz)

⑵示波器：LeCroy  WaveSurfer 62Xs 600MHz

⑶實測電源：常見 LLC 半橋諧振電源

二.測試方法

⑴．共模抑制比能力實測：差分探頭紅黑測試夾同時夾在開關電源上下管的中點。如圖1 原理圖的“S 上”測試點，觀察探頭輸出，理論上輸出0，CMRR 無窮大，實 際上不可能，比較不同廠家探頭輸出大小，輸出越小代表CMRR 能力越強，測量 驅動信號更加準確。

⑵．上橋驅動信號實測：紅色測試夾接圖1中的“G上”，黑色測試夾接圖1中的“S 上”，觀察驅動波形。得出如下結論：CMRR 能力越強，驅動波形越真實。

注意：驅動波形除了和CMRR 有關，信號的畸變指標也很重要，如果信號上升沿達 到ns級別，探頭的畸變指標也必須考慮進去,后續文章將講解該指標。

三.實測對比

 ⑴ 知用(CYBERTEK:1 通道) PK 泰克(2 通道)

a. 共模實測對比

 觀察上圖：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 共模輸出小于 2 通道泰克的 P5200A，CMRR 指標更好。

b. 驅動實測對比

 觀察上圖可知： 驅動波形基本相同，CMRR 在一個數量級別上，測試出的值 相差不大，基本都能反應出正確波形。

 ⑵ 知用(CYBERTEK:1 通道) PK 三華 (2 通道) 

a. 共模實測對比

觀察上圖：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 共模輸出小于 2 通道三 華的 SI-9010，CMRR 指標更好。

b. 驅動實測對比

觀察上圖，可知 驅動波形基本相同，CYBETEK（黃線）方波波形會更平坦 一點，這是由于 CMRR 指標好一點的原因。

⑶ 知用(CYBERTEK)  PK    品致 

a. 共模實測對比

觀察上圖：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 輸出 Vpp:1.22V; 2 通道品致的 DP-50 輸出 Vpp：28.5V，DP6150A CMRR 明顯優于 DP-50 好多倍，下面將通 過測量 GS 電壓驗證 CMRR 指標的重要性！

b. 驅動實測對比

 觀察上圖，可知 驅動波形相差非常大，品致（紅線）毛刺非常大，CMRR 差 導致測量嚴重失真；由此可見 CMRR 的重要性!

總結：CMRR 是差分探頭關鍵指標之一，CMRR 越高，測量驅動電壓時越準 確；用戶在驗證該指標時，也非常簡單：紅黑測試夾接電源驅動的同一點，觀察探頭輸出，輸出越小，CMRR 越高；由于差分探頭紅黑輸入線容易受干擾，測量 時盡可能雙絞，提高抗干擾性。

注意：1.測試探頭是在市場上隨機選擇的探頭，僅代表該探頭測試結果 ；

          2.測試 CMRR 時，線放在不同位置，都有一點點變化，可以雙絞測量，提高穩定性。