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使用示波器时,如何避免工频干扰?


  来源: 鼎阳硬件智库 时间:2024-02-22 编辑:清风
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在工程师实际使用示波器的时候,很多人会为一个问题所困扰——示波器接上探头还没有开始测信号,屏幕中就显示了波形:



一个像正弦波,但是又有很多噪声的波形。


这是怎么回事呢?


为了探究原因,当这样的波形出现时,我们对它进行测量。打开示波器的测量功能,可以看到信号的频率约为50Hz。



这个时候,如果把探头靠近示波器或其他用电器再去观察,可以明显地观察到信号变得更加清晰,噪声也减小了。



如果我们再用手与探头的信号端接触,会发现示波器此时出现了一个更大的信号,调整垂直档位后会发现,此时的信号频率同为50Hz,但是信号的幅度变大,噪声变小了,波形也清晰起来。



01 工频干扰


上述带噪声的信号是如何产生的?有人认为是示波器的问题,也有人认为是探头出了问题。


其实,这是50Hz的工频干扰,是电力系统中普遍存在的一种现象。


我们的电网供电是220V/50Hz,而室内通常存在很多电缆或用电器,就会产生一些50Hz的电场。


示波器导致工频干扰的原因一般有两种:


·经输电电缆传导进入示波器


·通过空间辐射由探头引入示波器


由此可见,以上所说的干扰就是通过空间辐射产生。


示波器的探头由阻容结构组成。



探头暴露在空气中时相当于一个天线,所以将探头靠近一些容易产生辐射源的设备(如示波器或者其他用电器)时,就会有明显的干扰信号引入。此外,人体也是导体,是一种电阻很大的导体,就像是一个能够接收周围电磁辐射的大天线,所以才会有工频干扰引入示波器。


这种现象会对我们的测试产生很大的影响,所以我们在测试中应该尽量减少或者避免工频干扰。


02 如何避免工频干扰


在我们示波器测量的时候,首先要保证示波器要有良好的接地。


接地不单单可以保证我们的电气安全,减少触电风险,也能够使示波器和被测信号共地,屏蔽部分噪声信号。


以上述比较有代表性的人体天线为例,我们同样以手来接触探头的信号端,之后再把另一只手触到探头的地线上,这个时候可以看到信号的幅度明显减小。



另外,我们在测试信号的时候,探头的探针和地线本身也会组成一个环路,这又相当于一个小天线。


为了减少这样的天线效应,可以把探头的地线取下来,再用探头标配的一个接地弹簧进行测量,减少地线的长度来减少信号干扰。




关键词:示波器 工频干扰    浏览量:8067

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