示波器探头地线噪声问题怎么解决呢

噪声是可以在示波器波形显示器上显示的另一类信号失真。与振铃和畸变一样，噪声可能实际上是探头尖端上的信号的一部分，也可能是因为不正确的接地技术而导致的信号。其区别在于，噪声一般来自外部来源，其外观和监测的信号速度无关。换句话说，接地不良可能会导致显示在任何速度的任何信号上的噪声。

通过探测技术可以在信号上表示噪声的主要机制有两种。一种是接地环路噪声注入机制，另一种是通过探头电缆或探头地线实现的电感捡拾机制。下面详细讨论了这两种机制。

图 1. 在两个不同电源插座上，示波器、探头和测试电路完整的接地电路或接地环路。

接地环路噪声注入

在示波器公共电位和测试电路电源线接地及探头地线和电缆之间存在接地环路时，接地环路中不想要的电流流动可能会导致在接地系统中注入噪声。正常情况下，所有这些点为零伏，或应该为零伏，将不会有接地电流流动。但是，如果示波器和测试电路位于不同的大楼系统接地上，在一个大楼接地系统上可能会有小的电压差或噪声 ( 参见图 1)。结果导致的电流流动会在探头外部电缆屏蔽层中形成电压下跌。这个噪声电压将注入到示波器中，与探头尖端的信号形成串联。结果，可以看到感兴趣的信号上叠加了噪声，或感兴趣的信号可能会叠加在噪声上。

在接地环路噪声注入中，噪声通常是线路频率噪声 (50或 60 Hz)。但通常情况下，噪声可能会采用尖峰形式或突发形式，这是大楼设备导致的，如空调、开关等。

可以采取各种措施，避免或最大限度地降低接地环路噪声问题。第一种方法是对示波器和被测电路使用相同的电源电路，以最大限度地降低接地环路。此外，探头及其电缆应远离潜在的噪声源。特别是，不要把探头电缆与设备电力电缆并排或交叉。

如果一直存在接地环路噪声问题，可能需要通过下述方法之一使接地环路短路：

1.使用接地隔离监测仪。

2.在测试电路或示波器上使用电源线隔离变压器。

3.使用隔离放大器，把示波器探头与示波器隔开。

4.使用差分探头进行测量 ( 抑制共模噪声 )。

在任何情况下，都不应通过把安全三线接地系统发生缺陷，来隔离示波器或测试电路。如果必需进行浮动测量，应使用制造商认可的隔离变压器，最好使用为示波器专门设计的接地隔离监测仪。

※ 注 意 ※

为避免触电，在把探头连接到被测电路前，一直要把探头连接到示波器或探头隔离器上。

感应的噪声

通过感应到探头电缆中，噪声可以进入公共接地系统，特别是在使用带有长电缆的探头时。接近电源线或其它承载电流的导线可能会在探头的外部电缆屏蔽层中引起电流流动。通过大楼系统公共接地会形成电路。为最大限度地降低这个潜在噪声来源，在可能时应使用电缆较短的探头，同时一直要使探头电缆远离可能的干扰源。

噪声还可以直接感应到探头地线中，这是典型的探头地线导致的结果，在连接到测试电路时，其表现为单圈环路天线。这个地线天线特别容易受到逻辑电路或其它快速变化的信号导致的电磁干扰影响。如果探头地线的位置与被测电路板上的特定区域太近，如时钟线，地线可能会捡拾信号，并与探头尖端上的信号混合在一起。

图2，电路板在探头接地环路中感应的噪声实例 ( 探头头部,在接地夹上短路 )。

在信号的示波器显示屏上看到噪声时，问题是这个噪声是作为探头尖端上信号的一部分发生的?还是感应到探头地线中的?

为回答这个问题，可以试着移动探头地线。如果噪声信号电平变化，那么噪声是感应到地线中的信号。

识别噪声来源的另一个非常有效的方法是把探头从电路上断开，把探头地线夹到探头尖端上。然后沿着电路来回移动这只探头头部 / 地线环路天线。这个环路天线将捡拾电路中强烈辐射的噪声区域。图2说明了通过把探头地线连接到探头尖端上进行搜索，可以在逻辑电路板上找到有哪些噪声来源。

为最大限度地降低感应到探头接地中的噪声，应使地线远离被测电路板上的噪声来源。此外，缩短地线可以降低捡拾的噪声数量。

审核编辑 黄宇