一、差分探頭的原理

?高壓差分探頭屬于功能隔離型探頭，但不屬于絕對完全隔離的探頭?，這一結(jié)論是由它的技術(shù)設(shè)計和性能特性決定的。又因為高壓差分探頭能安全地測試高壓信號，所以被稱作傳統(tǒng)意義上的隔離探頭。

根據(jù)測量量程和應(yīng)用場景的差異，有源差分探頭主要分為低壓型與高壓型兩個大類：低壓型有源差分探頭通常針對毫伏級到百伏級的小信號測量，帶寬更高，精度表現(xiàn)更優(yōu)，但耐壓能力有限，一般用于信號完整性測試、低電壓接口信號測量等場景；高壓型有源差分探頭則針對百伏到數(shù)千伏的高壓場景設(shè)計，內(nèi)置專門的電氣隔離模塊，兼顧精度與安全性，適配絕大多數(shù)電力電子研發(fā)測試場景。

如上圖所示，有源差分探頭處理信號的過程清晰明確：當(dāng)差分信號輸入后，會同步送入?理論參數(shù)完全一致的雙路通道?，每一路都依次經(jīng)過衰減器和緩沖器：衰減器將原始高壓信號做等比例高倍衰減，適配后級電路的耐壓范圍，緩沖器則通過電壓跟隨降低探頭對被測電路的負(fù)載效應(yīng)，同時增強(qiáng)信號驅(qū)動能力。

經(jīng)過雙路處理的信號送入差分放大器，放大器將雙端差分信號轉(zhuǎn)換為示波器可直接讀取的單端對地信號，放大目標(biāo)差模信號的同時抑制共模干擾，最終通過阻抗匹配的無損傳輸線，把處理好的信號穩(wěn)定傳輸給示波器。

共模抑制比是衡量差分探頭精度的核心指標(biāo)，實際產(chǎn)品中總有不可消除的共模增益，主要來自兩個方面：一是正負(fù)兩路信號傳輸路徑上，電阻、電容、緩沖器等分立元件以及走線寄生參數(shù)都無法做到完全對稱，會讓共模信號產(chǎn)生微小差模偏差；二是差分放大器本身受工藝限制，無法實現(xiàn)理想的全對稱設(shè)計，本身就帶有極小的固有共模增益。

二、差分探頭和隔離探頭差異

1、?共模抑制能力（CMRR）?：隔離探頭全帶寬穩(wěn)定保持70-160dB+，500MHz下仍超70dB，強(qiáng)干擾下不會失真；差分探頭100MHz以上高頻場景CMRR≤26dB，強(qiáng)干擾下易波形失真。

2、?隔離耐壓與安全性?：隔離探頭隔離耐壓可達(dá)數(shù)十kV（最高60kV+），能徹底切斷示波器地與高壓回路，杜絕炸機(jī)、觸電風(fēng)險；傳統(tǒng)高壓差分探頭典型耐壓僅2-10kV，超過耐壓后存在安全隱患。

3、?抗干擾與保真度?：隔離探頭無電氣連接，徹底消除地環(huán)路噪聲，輸入電容<1pF，對被測電路負(fù)載影響極小，可精準(zhǔn)還原高速開關(guān)瞬態(tài)；差分探頭長接線易引入寄生電感、天線效應(yīng)，強(qiáng)電磁環(huán)境下易出現(xiàn)雜波震蕩。

審核編輯 黃宇