在電子測(cè)量領(lǐng)域，差分探頭與光隔離差分探頭作為兩類(lèi)核心檢測(cè)工具，其技術(shù)原理和適用場(chǎng)景存在本質(zhì)區(qū)別。本文將從技術(shù)原理、性能參數(shù)和典型應(yīng)用三個(gè)維度進(jìn)行對(duì)比分析，為工程技術(shù)人員提供選型參考。

一、技術(shù)原理剖析
傳統(tǒng)差分探頭基于電壓差分放大原理，通過(guò)內(nèi)部精密電路對(duì)兩個(gè)輸入端的電位進(jìn)行實(shí)時(shí)差分運(yùn)算。該設(shè)計(jì)通過(guò)共模抑制技術(shù)有效消除環(huán)境噪聲，其核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在信號(hào)采集端的高保真還原能力。相較而言，光隔離探頭創(chuàng)新性地引入光電轉(zhuǎn)換模塊，將被測(cè)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光脈沖序列，借助光纖介質(zhì)實(shí)現(xiàn)電氣隔離傳輸，再通過(guò)光電二極管完成信號(hào)重建。

差分探頭

二、關(guān)鍵性能指標(biāo)對(duì)比
在動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性方面，標(biāo)準(zhǔn)差分探頭通常具備100MHz以上的帶寬范圍，配合10MΩ級(jí)高輸入阻抗，可最大限度降低測(cè)試回路負(fù)載效應(yīng)。其共模抑制比（CMRR）普遍達(dá)到80dB以上，特別適合精密電路中的微伏級(jí)差分信號(hào)檢測(cè)。

光隔離系統(tǒng)在保持基礎(chǔ)差分性能的同時(shí)，通過(guò)物理隔離技術(shù)將隔離電壓提升至數(shù)千伏級(jí)別。光纖傳輸有效規(guī)避了電磁干擾（EMI）和接地環(huán)路問(wèn)題，在100MHz高頻段仍能保持小于2%的信號(hào)畸變率。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其共模抑制能力比傳統(tǒng)探頭提升約20dB，特別適用于電力電子系統(tǒng)的PWM波形采集。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

工業(yè)控制系統(tǒng)：
差分探頭在變頻器IGBT驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)、伺服電機(jī)編碼器信號(hào)解析等場(chǎng)景中表現(xiàn)優(yōu)異。某新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)測(cè)試案例顯示，采用200MHz差分探頭成功捕捉到納秒級(jí)柵極電壓波動(dòng)。

高電位測(cè)量場(chǎng)景：
在10kV高壓變頻器的母線(xiàn)電壓監(jiān)測(cè)中，光隔離探頭表現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。某電力研究院的測(cè)試報(bào)告指出，使用1500Vrms隔離探頭后，開(kāi)關(guān)電源的共模噪聲干擾降低92%，成功識(shí)別出原本被淹沒(méi)的諧振尖峰。

醫(yī)療電子設(shè)備：
ECG監(jiān)測(cè)設(shè)備的mV級(jí)生物電信號(hào)采集，同時(shí)采用兩種探頭方案：差分探頭負(fù)責(zé)肢體導(dǎo)聯(lián)信號(hào)調(diào)理，光隔離系統(tǒng)則用于除顫保護(hù)電路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，形成完整的安全檢測(cè)體系。

隨著第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件的普及，測(cè)量系統(tǒng)面臨更高dv/dt噪聲挑戰(zhàn)。工程實(shí)踐表明，在SiC MOSFET電路測(cè)試中，將傳統(tǒng)差分探頭與光隔離方案組合使用，既能保證開(kāi)關(guān)損耗計(jì)算的準(zhǔn)確性，又可實(shí)現(xiàn)多電位節(jié)點(diǎn)的同步監(jiān)測(cè)。建議選型時(shí)重點(diǎn)考慮被測(cè)系統(tǒng)的電壓等級(jí)、信號(hào)頻率及電磁環(huán)境特征，必要時(shí)采用混合測(cè)量方案以獲得最優(yōu)測(cè)試效果。

以上內(nèi)容由普科科技/PRBTEK整理分享， 西安普科電子科技有限公司致力于打造儀器配附件一站式供應(yīng)平臺(tái)。主營(yíng)范圍：示波器測(cè)試附件配件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售。涵蓋產(chǎn)品包含電流探頭、差分探頭、高壓探頭、無(wú)源探頭、柔性電流探頭、近場(chǎng)探頭、電流互感器、射頻測(cè)試線(xiàn)纜、各類(lèi)儀器測(cè)試附件等。更多信息，歡迎登陸官方網(wǎng)站進(jìn)行咨詢(xún)，在此期待您的來(lái)訪(fǎng)。

審核編輯 黃宇