由于地面问题，范围噪音 - 第二部分

今天我们继续上一篇文章我们讲到，继续讨论地面潜在差异如何影响示波器测量的影响。从第一部分结束：

发生了什么，示波器和PC有不同的内部接地电位，因为它们各自的电源线的IR降。我们可以看到有一个38.25mV的不同(我们的0.5a * 77mΩ = ~38mV)

但是，这并不是现实。在实际应用中，PC机与示波器之间的壁支电路存在一定的电阻。现在一个15安培的分支电路通常使用14 AWG电线。让我们假设我们的PC在示波器的上风位置，两个墙插座之间相距10英尺。根据我们的图表，这将产生一个约25mΩ (10*2.525/1000 = ~25mΩ)的壁阻力。

要继续，让我们更新我们的原理图，以包括我们仪器之间的25MΩ墙壁电阻。

现在我们在示波器上测量5.07v，一个70mV的偏移误差。我们的24awg探针地线通过了848mA，现在PC和示波器内部地线的差值是65mV。

但这仍然不是现实。实际上，除了PC和示波器之外，可能还有其他东西插入我们的墙壁分支电路。我们的墙壁电路可以从分支断路器提供15个放大器。我们的PC需要3A，或示波器需要1A，让我们在分支电路上添加一些大上游的东西，说7A设备。

我们把它加到电路中。

现在我们在示波器上测量5.14mV，一个偏移误差为140mv！我们的24 AWG探针接地线通过1.83安培！探针接地线可能会变暖！

但这真的不是现实。实际上，PC和示波器中可能有一些开关噪音。让我们模拟PC上的500mA 100kHz方波，示波器上的250mA 500kHz三角波。

我们把它加到电路中。

我们在示波器测量中看到了34.6mV的纹波!

但我们现在还不能停止!让我们在墙上的上行分支电路上增加一个噪音设备。现在通常它可能是60Hz，但那很难显示，所以我们要在电路上放一个200kHz的3A正弦波器具。我们选择了200kHz，这样我们就可以很容易地看到模拟示波器轨迹的影响。在现实中，它可能是一个低得多的频率设备，但影响仍然存在。

为了有趣，让我们将其添加到我们的墙壁分支电路中。

现在我们在示波器上测量了近100mV的纹波，并且真正丑陋的波形！

所以，我们在这里，用我们昂贵的泰克示波器，试图从我们的PC上测量一个稳定的5v信号源;我们看到了什么?我们看到140mV的混乱信号偏移!

我们漂亮的5V输出不再看起来很好，但它真的不是真的，它是一个范围测量失真，因为区分地参考。

现在让我们看看我桌上有什么;真实世界的情况。让我们用我的安捷伦DMM(它有一个独立的地面)来测量我的PC USB地面与我们的泰克(Tektronix)的地面(地对地)。我们看到PC和Tek之间的地面差异为95mV。这是由于在电源线和在墙上的布线，分支电路的IR下降。

但是,要小心;即使这显示了95mV的差值，只要我接通探针的地线，地线就会通过探针的地线平衡，差值就会大大减小。但是，在探针地线上会有一个IR下降，这就是在示波器轨迹上显示的偏移误差。例如，当我们将探针地面连接到我的PC上时，我的偏移误差下降到5.5mV;在现实中，我们通常在我的Tek上看到5-15mV的偏移误差。

使用差分探头（接地到地面），我们可以看到数百个MV的噪声（可能是开关噪声）。这一切都将显示在任何范围轨迹上都显示出额外的噪音。

那么我们该如何解决这个问题呢?我们如何看到真正存在的东西?

• 理想情况下，如果我们可以获得所需的范围和设备，以具有相同的地面电位，并且没有开关噪音，我们的单一结束范围就会正常工作。
  • 我们能做的一件事就是耦合着一个非常沉重的压力线的测试范围和装置的基础;减少但不发光，地面差异。
• 使用与孤立的地面的范围。
  • 这将使范围将漂浮到与正在测试的单元相同的地面电位。
    • 仍然存在一些电容耦合，可以允许干扰影响信号测量，但通常这是最小的。
  • 这openscope.和openlog通过切断电池电源，用WiFi和它们交谈，就可以有一个孤立的地面。这将范围与任何外部干扰完全隔离开来。
• 使用差分探头
  • 这允许一个探头追踪在测试的地面下的单元，而另一个探头测量相对于该地面的信号。
  • 但是差分探针很昂贵。如果我需要，就得借。
• 在范围上使用平均来消除噪音，并知道标称偏移错误是什么。
  • 这是我大部分时间所做的。
• 有时候，你就是不知道什么是真实，什么是干扰。与他人进行判断和讨论是最好的方式。