示波器低侧连接

电器工程 电压 集成电路 地面 示波器 短路
2022-01-09 14:56:25

我正在参加介绍性电路课程,我们正在学习测量电阻。我最近测量了示波器低端和电源接地之间的电阻,发现电阻为 2.6 欧姆。就示波器的低端内部连接的内容而言,我不确定要从中消除什么。

我的教授还警告我们,粗心地未连接低边或黑色探头可能会炸毁通电的 IC 芯片,但我不明白为什么。任何帮助消除我的困惑将不胜感激。

4个回答

所有这些用红色箭头标记的点都通过金属和电线物理连接在一起:

在此处输入图像描述

例如,示波器的“低端”是设备正面的 BNC 母头连接器上的外部金属屏蔽层,通过示波器的机箱和电源线直接连接到电源地。

探头的接地夹直接连接到其自己的公头 BNC 连接器的屏蔽层,当插入示波器时,它也将通过示波器的底盘连接到电源地。

工作台电源的负极端子可能会或可能不会在内部连接到电源接地。我假设它在那张照片中,因为我没有看到单独的绿色地球终端。

假设您构建了以下电路,由台式电源供电,并且您希望使用示波器测量 LED 两端的电压:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

有人告诉您,绿色 LED 两端的电压约为 2V,对吧?你只是想亲眼看看。这看起来很无辜,直到您绘制“隐藏”的接地连接:

示意图

模拟这个电路

如果你仔细看,你会发现你完全短路了电阻。也可能有一条直接的电线穿过它,因为如果你将示波器的“低端”连接到 LED 的底部,就会发生这种情况。

实际上,我们将整个 12V 电源直接施加到 LED 上,这将“释放魔法烟雾”,并死于非常可怕的死亡。如果不小心,也可能严重损坏示波器。想象一下,如果您不小心将探头的低侧夹子直接接触到电源的正极端子,将通过示波器在接地回路周围流动的巨大电流。

“外卖”是你真的不能使用电源供电的示波器来测量“任何旧东西”的电压,就像使用电池供电的万用表一样。您必须始终注意,探头的低端永久连接到电源接地,如果您的被测电路的任何部分也连接到电源接地,您就有“潜在的”灾难(双关语)。

电池供电的设备与电源接地没有“隐藏”连接,因此不会导致/遭受这种灾难性的破坏。当然,还有其他很好的方法可以摧毁非常好的和昂贵的设备。

是的,你的教授给了你很好的建议:确保你永远不要将示波器接地连接到除其他接地的东西之外的任何东西。如果不遵守该规则,许多系统会在早期意外死亡,例如,错误的悬空示波器接地会刷到一些高电流组件并将其短路。不要成为那种人,要非常小心。

示波器接地在哪里?连接到仪器的接地外壳,该外壳在电源入口处连接到安全接地。这条路径的阻抗非常低:您测量的是 2.6 欧姆;这主要来自仪表的引线而不是示波器接地路径,后者会低于此值。

如果您打算进行差分测量,请在“差分模式”下使用 2 个探头(反转一个,对通道求和。)多通道示波器支持这一点。每个探头仍然独立接地。

您还可以使用差分探头(更多 $$$,但更好。)

我不确定您为什么要进行该测量,但它会引导您提出一个好问题。通常,探头的低端或公共端通过示波器电源线插头中的第三个引脚接地。将其触摸到一侧接地的带电电路将迫使电流通过示波器接地,如果幸运的话,它会炸毁探头中的某些东西。电流可能会受到探头和示波器中的接线的限制,大多数都不是为处理主电源而设计的。您的示波器有敏感的电子元件,如果静电放电导致引线可能损坏示波器的某些静电敏感部件。这种接地连接在许多台式仪器上很常见,但在电池供电的便携式仪器上却不常见。使用台式仪器时要小心。

我 [...] 测量了示波器低端和电源接地之间的电阻,发现电阻为 2.6 欧姆。

就示波器的低端内部连接的内容而言,我不确定要从中消除什么。

它通过实部 = 2.6Ohm 的阻抗接地。这将是一个很好的起点,也是一个完全合理的观察。我在我的特定示波器和探头上进行了尝试,得到了 Re(Z)=1.8Ohm。实际阻抗当然是复数,虚数部分可能很重要。

因此,由您决定该虚部的重要性。首先假设示波器必须在其带宽内测量任何频率的信号。所以你有两个限制场景:f=0f=BW. 调查两者。

然后,您还有望意识到阻抗可以仅通过电阻近似到某个阈值频率。您首先选择某个阈值,高于该阈值您会说阻抗的虚部是显着的。该阈值频率将使您将带宽分为两部分:一个行为就像只存在电阻阻抗一样,另一个阻抗是复杂的(您能猜出它是更具容性还是更具感性?)。

至于哪些物理组件负责“产生”这种阻抗 - 它可能很多,其中许多可能位于示波器之外,在建筑物布线内。回想一下,在示波器插入的插座处的中性导体和接地导体之间连接了一个电感。该电感是由于中性点接地造成的。然后回想一下,示波器有一个电源线输入,可能会在中性线和地之间放置一个电容器。然后,您可以独立调查这些,当然要注意电气安全。不要期望中性线对地电压为零,也不要在这些端子之间插入任何 LCR 仪表!