在示波器的應用中,電壓測試應該是常用的一種。對于電流測試,示波器通常需要購買電流探頭。但是電流探頭比較貴,光電流探頭比示波器貴很多。如果不經常用,買現在的探頭不劃算。不用電流探頭能測電流嗎?今天就來說說吧。
有人可能會說萬用表不能測量?當然,萬用表可以測量電流。但是,有幾個問題:
1、由于萬用表響應速度慢,很難實時檢測出變化的電流;
2、萬用表不能長時間記錄測試結果,但更好的電表可以記錄特大值和小值。重要的是萬用表看不到電流變化的過程。很多時候,我們想看到的是變化的過程,而不僅僅是結果。
想看波形,必須用示波器。如果沒有昂貴的電流探頭,用示波器真的看不到電流的變化嗎?是的,方法很簡單,根據歐姆定律很容易實現I=V/R。注意v不是某一點的電壓,而是兩點之間的電位差。這是一個重點,也是新手容易陷入陷阱的地方。如果你用某一點電壓的變化來預測電流的變化,你會犯很多錯誤,我們會在下面的例子測試中看到。
實用的方法是:使用的每兩個檢波器測量電阻兩端的電壓V1和V2,然后利用示波器的計算功能實時計算V=V1和V2=V/R。只要環境變化劇烈,比如R可以看作常數,那么我就和V成線性變化,所以V的變化反映了電流的變化。讓我們用一個例子來看看這個方法是否有效。
示波器測試PCB MOS管的功率、電壓、電流變化之間的損耗和來源的驗證實例。波形的電壓源為Vs,紫色波形為漏極電壓Vd,黃色厚度用示波器波形計算。綠色波形是由有源電流探頭測量的漏源電流Isd。對比Isd和Vsd的波形,可以看出它們的變化過程非常相似。主動電流探頭測得的峰值Isd約為3.6AVsd計算峰值約為0.43 V,萬用表測得線路電阻約為0.15,所以用電位差法得到的峰值電流約為0.43V/0.15=2.87,與有源電流探頭的測試結果不同。當然,這和無源傳感器在MOS管、錯萬用表、示波器等不同狀態下的電阻是不同的。但我們關心的是,使用這種方法來測試當前的變更過程是完全可行的。
通過觀察電流的變化,這時有經驗的工程師可能會問一個問題:使用普通探頭測試時,如何解決共模抑制比(CMRR)?這是一個實際問題,但正如我們前面提到的,這種方法的主要目的是讓我們看到當前的變化過程。在各種因素的影響下,用這種方法測得的比電流肯定不如專用的有源電流探頭準確。此外,需要一個有源差分探頭來解決CMRR問題。這個探測器也很貴,買了就一分錢不花了。但VS-VD有消除部分信號干擾的優勢。另外,從中可以看出,單點電壓Vs或Vd的變化和Isd的變化是不一樣的,不要陷入用單點電壓變化來估計電流變化的陷阱。