如何减少电流探头噪音的产生

时间：2021-05-13

       电流探头利用霍尔效应、开环测量原理将被测电流（交流、直流或不规则波形电流）转换跟随输出的电流或电压的测量模块，原副边之间高度绝缘。副边真实还原原边的波形，具有高精确度、高线性度、高集成度、结构简单、长期工作稳定且适应各种工作环境的特点。

       随着电流电平的下降，示波器本身具有的噪声将变成一个现实问题。所有示波器都有一个多余的特征—垂直噪声。当您测量低电平信号时，测量系统的噪声可能会导致实际信号测量的精度下降。由于示波器是一种宽带测量仪器，所以示波器的带宽越宽，垂直噪声就越高。因此在测量之前，您需要仔细测试示波器的噪声特征。500MHz带宽示波器采用灵敏的V/格设置时，其本底噪声一般约为2mV峰峰值。在进行低电平测量时，需要注意示波器上的采集存储器可能会影响本底噪声。在带宽和其他条件都相同的情况下，采集存储器越深，则噪声就越大。另一方面，现代交流/直流电流探头能够测量5mA的交流或直流电流，测量精度大约为3%。这种电流探头的设计采用每安培电流输入，电压输出0.1V。换句话说，在测量20mA以下的电流时，示波器自身的2mVpp噪声可能就是主要的噪声来源。
       那么，如何才能较大程度地减少示波器的固有噪声呢？对于现代的数字示波器来说，可以选择的方法有很多：

       1)带宽限制滤波器

       大多数数字示波器均提供带宽限制滤波器，这些滤波器能够滤除输入波形中的多余噪声并降低噪声带宽，从而可以提高垂直分辨率。带宽限制滤波器可以采用硬件实现，也可以采用软件来实现。大多数带宽限制滤波器都能根据您的需要来启用或禁用。

       2)高分辨率采集模式

       大多数数字示波器在正常采集模式下可以提供8位的垂直分辨率。某些示波器在高分辨率模式下能够提供更高的垂直分辨率，通常可达12位，该模式可以降低垂直噪声，提高垂直分辨率。通常，在应用了较慢的时间/格设置时，在屏幕上捕获到的数据点非常多，此时高分辨率模式具有很大的影响。由于高分辨率模式下的采集将对单个触发点相邻的数据点取平均值，所以会降低采样率和示波器的带宽。

       3)平均模式

       如果信号是周期性的或是直流信号，您可以使用平均模式来降低示波器的垂直噪声。平均模式会多次采集周期性波形，并生成运行平均值以降低随机噪声。高分辨率模式会降低信号的采样率和带宽，而正常平均模式却不会。不过，平均模式会减缓波形更新速率，因为它要进行多次采集来计算波形的平均值，然后才能在屏幕上画出轨迹。当您选择大量平均值时，降噪效果比以上任何一种方法都要明显。

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