噪聲是可以在示波器波形顯示器上顯示的另一類(lèi)信號(hào)失真。與振鈴和畸變一樣，噪聲可能實(shí)際上是探頭尖端上的信號(hào)的一部分，也可能是因?yàn)椴徽_的接地技術(shù)而導(dǎo)致的信號(hào)。其區(qū)別在于，噪聲一般來(lái)自外部來(lái)源，其外觀和監(jiān)測(cè)的信號(hào)速度無(wú)關(guān)。換句話說(shuō)，接地不良可能會(huì)導(dǎo)致顯示在任何速度的任何信號(hào)上的噪聲。

通過(guò)探測(cè)技術(shù)可以在信號(hào)上表示噪聲的主要機(jī)制有兩種。一種是接地環(huán)路噪聲注入機(jī)制，另一種是通過(guò)探頭電纜或探頭地線實(shí)現(xiàn)的電感撿拾機(jī)制。下面詳細(xì)討論了這兩種機(jī)制。

圖 1. 在兩個(gè)不同電源插座上，示波器、探頭和測(cè)試電路完整的接地電路或接地環(huán)路。

接地環(huán)路噪聲注入

在示波器公共電位和測(cè)試電路電源線接地及探頭地線和電纜之間存在接地環(huán)路時(shí)，接地環(huán)路中不想要的電流流動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致在接地系統(tǒng)中注入噪聲。正常情況下，所有這些點(diǎn)為零伏，或應(yīng)該為零伏，將不會(huì)有接地電流流動(dòng)。但是，如果示波器和測(cè)試電路位于不同的大樓系統(tǒng)接地上，在一個(gè)大樓接地系統(tǒng)上可能會(huì)有小的電壓差或噪聲 ( 參見(jiàn)圖 1)。結(jié)果導(dǎo)致的電流流動(dòng)會(huì)在探頭外部電纜屏蔽層中形成電壓下跌。這個(gè)噪聲電壓將注入到示波器中，與探頭尖端的信號(hào)形成串聯(lián)。結(jié)果，可以看到感興趣的信號(hào)上疊加了噪聲，或感興趣的信號(hào)可能會(huì)疊加在噪聲上。

在接地環(huán)路噪聲注入中，噪聲通常是線路頻率噪聲 (50或 60 Hz)。但通常情況下，噪聲可能會(huì)采用尖峰形式或突發(fā)形式，這是大樓設(shè)備導(dǎo)致的，如空調(diào)、開(kāi)關(guān)等。

可以采取各種措施，避免或最大限度地降低接地環(huán)路噪聲問(wèn)題。第一種方法是對(duì)示波器和被測(cè)電路使用相同的電源電路，以最大限度地降低接地環(huán)路。此外，探頭及其電纜應(yīng)遠(yuǎn)離潛在的噪聲源。特別是，不要把探頭電纜與設(shè)備電力電纜并排或交叉。

如果一直存在接地環(huán)路噪聲問(wèn)題，可能需要通過(guò)下述方法之一使接地環(huán)路短路：

1.使用接地隔離監(jiān)測(cè)儀。

2.在測(cè)試電路或示波器上使用電源線隔離變壓器。

3.使用隔離放大器，把示波器探頭與示波器隔開(kāi)。

4.使用差分探頭進(jìn)行測(cè)量 ( 抑制共模噪聲 )。

在任何情況下，都不應(yīng)通過(guò)把安全三線接地系統(tǒng)發(fā)生缺陷，來(lái)隔離示波器或測(cè)試電路。如果必需進(jìn)行浮動(dòng)測(cè)量，應(yīng)使用制造商認(rèn)可的隔離變壓器，最好使用為示波器專門(mén)設(shè)計(jì)的接地隔離監(jiān)測(cè)儀。

※ 注 意 ※

為避免觸電，在把探頭連接到被測(cè)電路前，一直要把探頭連接到示波器或探頭隔離器上。

感應(yīng)的噪聲

通過(guò)感應(yīng)到探頭電纜中，噪聲可以進(jìn)入公共接地系統(tǒng)，特別是在使用帶有長(zhǎng)電纜的探頭時(shí)。接近電源線或其它承載電流的導(dǎo)線可能會(huì)在探頭的外部電纜屏蔽層中引起電流流動(dòng)。通過(guò)大樓系統(tǒng)公共接地會(huì)形成電路。為最大限度地降低這個(gè)潛在噪聲來(lái)源，在可能時(shí)應(yīng)使用電纜較短的探頭，同時(shí)一直要使探頭電纜遠(yuǎn)離可能的干擾源。

噪聲還可以直接感應(yīng)到探頭地線中，這是典型的探頭地線導(dǎo)致的結(jié)果，在連接到測(cè)試電路時(shí)，其表現(xiàn)為單圈環(huán)路天線。這個(gè)地線天線特別容易受到邏輯電路或其它快速變化的信號(hào)導(dǎo)致的電磁干擾影響。如果探頭地線的位置與被測(cè)電路板上的特定區(qū)域太近，如時(shí)鐘線，地線可能會(huì)撿拾信號(hào)，并與探頭尖端上的信號(hào)混合在一起。

圖2，電路板在探頭接地環(huán)路中感應(yīng)的噪聲實(shí)例 ( 探頭頭部,在接地夾上短路 )。

在信號(hào)的示波器顯示屏上看到噪聲時(shí)，問(wèn)題是這個(gè)噪聲是作為探頭尖端上信號(hào)的一部分發(fā)生的?還是感應(yīng)到探頭地線中的?

為回答這個(gè)問(wèn)題，可以試著移動(dòng)探頭地線。如果噪聲信號(hào)電平變化，那么噪聲是感應(yīng)到地線中的信號(hào)。

識(shí)別噪聲來(lái)源的另一個(gè)非常有效的方法是把探頭從電路上斷開(kāi)，把探頭地線夾到探頭尖端上。然后沿著電路來(lái)回移動(dòng)這只探頭頭部 / 地線環(huán)路天線。這個(gè)環(huán)路天線將撿拾電路中強(qiáng)烈輻射的噪聲區(qū)域。圖2說(shuō)明了通過(guò)把探頭地線連接到探頭尖端上進(jìn)行搜索，可以在邏輯電路板上找到有哪些噪聲來(lái)源。

為最大限度地降低感應(yīng)到探頭接地中的噪聲，應(yīng)使地線遠(yuǎn)離被測(cè)電路板上的噪聲來(lái)源。此外，縮短地線可以降低撿拾的噪聲數(shù)量。

審核編輯 黃宇